ЭКОЛОГИЯ ВЛАДИМИРСКОГО РЕГИОНАfhe.vlsu.ru/files/ekologia/sbor_er2.pdf · Экология Владимирского ... снежного покрова

Э К О Л О Г И ЯВ Л А Д И М И Р С К О Г О

Р Е Г И О Н А

С б о р н и к м а т е р и а л о вII юбилейной научно-практической конференции

Владимирский государственный университет

Владимир

2008 г .


Министерство образования Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение ВПО


Инновационная образовательная программа

ЭКОЛОГИЯ ВЛАДИМИРСКОГО РЕГИОНА

Сборник материалов II юбилейной научно-практической конференции

Под общей редакцией профессора Т.А. Трифоновой

Владимир 2008

Экология Владимирского региона

2

УДК 634.; 631.95; 577.4; 658.567; 37.01 Э 40

Редакционная коллегия

Т.А. Трифонова, ответственный редактор, д-р биолог. наук, профессор Н.В. Селиванова, заместитель ответственного редактора, канд. техн.

наук, профессор А.Н. Краснощёков, член редколлегии

Печатается по решению Головного совета по инновационной образовательной

программе. Вторая юбилейная научно-практическая конференция «Экология Владимир-

ского региона» посвящена 50-летию Владимирского государственного университета. В представленных материалах освещены вопросы экологии почв и речных

бассейнов, результаты исследований и оценки состояния окружающей среды и медико-демографической ситуации, проблемы твердых бытовых и промышленных отходов, экологического образования.

Исследования на кафедре экологии ВлГУ выполнены в составе федеральных целевых программ: Минобразрвания, РФФИ, РГНФ, а также в рамках инновационной образовательной программы «Региональная технопарковая зона/технопарк на базе Владимирского государственного университета как площадка для внедрения инновационных образовательных программ».

Предназначен для широкого круга специалистов, занимающихся проблемами экологии.

Материалы изданы в авторской редакции.

УДК 634.; 631.95; 577.4; 658.567; 37.01 ISBN © Владимирский государственный университет, 2008


3

СОДЕРЖАНИЕ I. МЕДИКО-ДЕМОГРАФИЧЕСКАЯ СИТУАЦИЯ В РЕГИОНЕ …………………..... 6

1. Трифонова Т.А., Ширкин Л.А. Радиационный риск и ущерб здоровью от радонового облучения в помещениях городских зданий ………………………………………………………………….

6 2. Краснощёков А.Н., Аношина С.А. Сопряженный анализ техногенной обстановки и медико-демографической ситуации во Владимирской области ……………………………………………….

19 3. Андрианов Н.А., Сынкова О.В. Медико-демографическая оценка в городе Владимире …………………………………………………..

23

4. Харитонова И.С., Селиванова Н.В. Оценка медико-демографичес-кой ситуации в г. Гусь-Хрустальный ………………………………..

28

5. Козлова А.Ю., Андрианов Н.А. Оценка заболеваемости инфекционными болезнями во Владимирском регионе …………...

33

6. Пронина Е.Л., Каменева М.В. Особенности развития туризма во Владимирской области ……………………………………………….

38

II. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ …………………………………………. 44 1. Глазкова И.С., Чеснокова С.М. Экотоксикологическая оценка снежного покрова техногенных ландшафтов, загрязненных тяжелыми металлами …………………………………………………

44 2. Миронова Е.В., Чеснокова С.М. Оценка устойчивости р. Рпень к антропогенному воздействию по кислотно-щелочному режиму …

48

3. Буслаева Т.А., Чеснокова С.М. Оценка самовосстанавливающей способности реки Рпень ……………………………………………...

53

4. Марушкин С.С., Чеснокова С.М. Принципы организации регионального мониторинга почв на примере Владимирской области ………………………………………………………………...

55 5. Савельев О.В., Чеснокова С.М. Оценка устойчивости р. Каменка к воздействию антропогенных факторов …………………………...

58

6. Фролов В.С., Трифонова Т.А. Оценка донных отложений как источника вторичного загрязнения на примере малых рек ………..

66

7. Сахно О.Н., Журавлева А.Г. Роль нитрификации в процессе самоочищения городских почв ………………………………………

69


4

8. Каракина А.В., Сахно О.Н. Исследование микроорганизмов цикла азота как показателей биологической активности почв ……

75

9. Ильина М.Е., Лапинская С.В. Анализ жизненного цикла производственного процесса с использованием экспертных и аналитических методов исследования ………………………………

81 10. Трифонова Т.А., Ильина М.Е. Межотраслевое взаимодействие при управлении потоками отходов на основе аутсорсинга ………..

87

III. ЛАНДШАФТЫ. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ЛАНДШАФТОВ ……………………………. 93 1. Алхутова Е.Ю., Трифонова Т.А. Фитомасса растительного сообщества как показатель эколого-биологического состояния загрязненной тяжелыми металлами почвы …………………………

93 2. Репкин Р.В., Шульгин А.А. Общая характеристика и состояние лесного хозяйства в Гусь-Хрустальном районе Владимирской области ………………………………………………………………...

100 3. Плеханова О.Н., Сахно О.Н. Микроорганизмы почвы и их взаимодействие с растениями ………………………………………..

103

4. Хлебцова А.А., Сахно О.Н. Трансгенные растения: методы создания и перспективы использования …………………………….

108

5. Репкин Р.В., Савельева Е.А. Экологические особенности формирования почв бассейна реки Судогды ……………………….

114

6. Князьков И.Е., Кулагина Е. Ю., Лисятникова А.С. Использование стимуляторов роста в семенном размножении однолетних цветочных культур ……………………………………………………

118 7. Князьков И.Е., Спирина М.М., Костерина Ю.А.,

Крашенинников И.Н. Изучение противоэрозионной способности растительных биоценозов на территории бассейна реки Лыбедь ...

121 8. Князьков И.Е. Разработка критерия дендрологической оценки экологического состояния городских ландшафтов ………………...

123

9. Андрианов Н.А., Белоусов В.Н. Леса Владимирской области ……... 127

IV. ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ …………………………………. 132 1. Мищенко Н.В., Трифонова Т.А., Карева М.М. Оценка продукционного потенциала и структуры землепользования территорий бассейнов малых рек с использованием данных дистанционного зондирования ………………………………………

132


5

2. Краснощёков А.Н., Марушина Л.В. Исследование климатических особенностей Владимирской и сопредельных областей с применением современных информационных технологий ……….

136 3. Краснощёков А.Н., Жигало А.В. Разработка базы данных несанкционированных свалок на территории г. Владимира с применением ГИС-технологий ………………………………………

140

V. ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ. ВОДОПОДГОТОВКА. ВОДООТВЕДЕНИЕ ……………… 146 1. Селиванова Н.В., Архипова Т.И. Оценка качества воды реки Нерль 146 2. Березовская Е.Б., Селиванова Н.В., Успенская Ю.С. Оценка качества очистки городских сточных вод города Владимира ……..

155

3. Андрианов Н.А., Удалова Ю.А. Модернизация очистных сооружений ООО «Демидовский фанерный комбинат» …………..

159

VI. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ ………………………………………... 163 1. Любишева А.В. Методологические подходы к изучению городских ландшафтов ……………………………………………….

163

2. Любишева А.В. Историко-ландшафтный аспект изучения урбанизированной территории (на примере г. Владимира) ……….

165

3. Князьков И.Е., Федорова А.С. Типовые дипломные работы студентов-экологов, разрабатываемые в рамках изучения дисциплины «Ландшафтное планирование» ……………………….

168

I. Медико-демографическая ситуация в регионе

6

I. МЕДИКО-ДЕМОГРАФИЧЕСКАЯ СИТУАЦИЯ В РЕГИОНЕ

РАДИАЦИОННЫЙ РИСК И УЩЕРБ ЗДОРОВЬЮ ОТ РАДОНОВОГО ОБЛУЧЕНИЯ В

ПОМЕЩЕНИЯХ ГОРОДСКИХ ЗДАНИЙ Т.А. Трифонова1, Л.А. Ширкин2

1Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, г. Москва

2Владимирский государственный университет, г. Владимир

Оценен радиационный риск и ущерб здоровью от радонового облучения в условиях отдельных помещений, а также установлены физические параметры, влияющие на динамику объёмной активности радона и его дочерних продуктов распада в воздухе помещений. На основе экспериментальных данных, методов математической статистики и математического моделирования проанализированы физические факторы, влияющие на динамику объёмной активности радона и его дочерних продуктов, дана характеристика радиационной опасности среды отдельных помещений от радонового облучения с детальным представлением всех этапов исследования.

Радиационная безопасность, радон, радоновое облучение, риск здоровью населения, анализ радиационного риска и ущерба

Введение Основной вклад в радоновое состояние атмосферного воздуха жилых

и производственных помещений, расположенных на первых, полуподвальных и подвальных этажах зданий, вносит поток радона с поверхности грунта. Однако проблему радиологического воздействия радона на человека нельзя считать решенной. Остаются неисследованными пространственно-временные закономерности распределения радона как на территории города, так и в условиях отдельных помещений. Как следствие, оказывается не оценён масштаб радиационной опасности радона. Существуют проблемы, связанные с определением особенностей формиро-вания доз облучения от изотопов радона и дочерних продуктов распада (ДПР) в условиях рабочих помещений. Принципиальное отличие


7

радиационного фактора от другого типа рисков состоит в беспороговости отдаленных, прежде всего канцерогенных (стохастических), эффектов. Это делает невозможным обычный путь нормирования, включающий определение пороговых доз и коэффициентов безопасности. Поэтому необходимо определять радиационный риск, ущерб, приемлемый риск и осуществлять оптимизацию мероприятий по радиационной защите.

Цель настоящей работы – оценка радиационного риска и ущерба для здоровья персонала от радонового облучения в условиях рабочих помещений, а также установление физических параметров, влияющих на динамику объёмной активности радона и его дочерних продуктов распада в воздухе помещений. Поставленная цель определила ряд задач, заключающихся в измерении объёмной активности радона и его дочерних продуктов в воздухе помещений; оценке и моделировании основных физических параметров, влияющих на концентрацию радона и его ДПР; определении радиационного риска и ущерба здоровью персонала в условиях отдельных помещений.

Материалы и методика В течение 3-х последних лет проводились замеры объёмной

активности радона в воздухе помещений в жилых и общественных зданиях г. Владимира. Результаты измерений показали большую вариацию объёмной активности радона в воздухе помещений: от 20 до 5000 Бк/м3. Выявлены также значительные колебания концентрации радона по времени.

Объектом настоящего исследования явились рабочие (нежилые) помещения, расположенные на первых этажах зданий. В частности, в настоящей работе детальному обследованию и анализу подвергались два помещения.

Объёмную активность радона измеряли радиометром радона РРА-01М-01 «Альфарад», занесённый в государственный реестр средств измерений. Он применяется для комплексного санитарно-гигиенического обследования территорий и используется для работы в полевых условиях. Единицей измерения объёмной активности (ОА) служит количество беккерелей в кубическом метре (Бк/м3). Измерения и первичная обработка данных, расчёт эффективных доз облучения проводились согласно методическим указаниям МУ 2.6.1.715-98 и МУ 2.6.1.1088-02 [4, 5].


8

За зимний период на протяжении двух месяцев проведены измерения объёмной активности радона в воздухе двух рабочих помещений, включающие серию около 100 замеров. В основу проведённого анализа были положены методология оценки рисков для здоровья населения (US EPA), медико-экологических исследований с использованием математи-ческого моделирования, а также теории вероятностей и математической статистики. Оценка риска здоровью при анализе радиационной опасности среды помещений выполнялась в четыре основных этапа: 1) идентификация опасности; 2) оценка экспозиции; 3) оценка зависимости «доза–ответ»; 4) характеристика и оценка риска и ущерба [11].

Результаты и обсуждение Первый этап анализа – идентификация опасности – оценка

доступных доказательств присутствия и опасности изотопов радона и их дочерних продуктов распада, способных вызывать вредное воздействие.

На рис. 1 отображены данные динамики объёмной активности радона в воздухе 2-х рабочих помещений по данным замеров.

3. Статистические параметры распределения значений объёмной активности радона-222 qRn

Параметр Помещение № 1 Помещение № 2

1. Математическое ожидание значений объёмной активности радона-222, qЦ 170,1 111,1 2. Среднее квадратическое отклонение значений объёмной активности радона-222, σ 130,1 75,8

3. Прогнозируемое максимальное значение значений объёмной активности радона-222, qmax 560,4 338,5

0

50

100

150

200

250

300

10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00

1. Динамика объёмной активности 222Rn в воздухе помещений по данным замеров

2. Плотность распределения вероятности p(q) значений ОА 222Rn q в воздухе помещений

qRn, Бк/м3

0,000

0,001

0,002

0,003

0,004

0,005

0,006

0 100 200 300 400 500 600

p(qRn)

qRn, Бк/м3

Помещение №2




Рис. 1. Этап 1. Идентификация опасности: объёмная активность радона-222 в воздухе помещений

Первый график показывает типичную динамику ОА Rn в воздухе

исследуемых помещений за рабочий день. По результатам статистической


9

обработки построены графики плотности распределения вероятности р(х) значений ОА изотопов радона. Графики были построены на основании нормального закона распределения. Статистический анализ имеющихся данных показывает, что динамика объёмной активности радона в воздухе отдельных помещений описывается нормальным законом распределения; это объясняется тем, что концентрация радона зависит от многих факторов: от плотности потока радона с поверхности грунта и вентиляции в помещении, которые в свою очередь зависят от климатических параметров – температурного режима, атмосферного давления, особенностей грунта. Если анализировать распределение объёмной активности радона в воздухе помещений (расположенных на первых, полуподвальных и подвальных этажах зданий) для территории города вцелом, то радон подчиняется логнормальному закону распределения [13]. Такое распределение для радона, радия (материнского для радона элемента) и многих других рассеянных элементов является характерным распределением, имеющим место при измерениях в естественных ландшафтах. Среднегодовое значение ЭРОА дочерних продуктов изотопов радона в воздухе помещений, расположенных на первых, полуподвальных и подвальных этажах зданий, для территории города Владимира нами было оценено величиной не превышающей 80 Бк/м3 [13].

Для двух исследуемых помещений рассчитаны статистические параметры распределения значений объёмной активности радона: центр распределения (математическое ожидание); среднее квадратическое отклонение; прогнозируемое максимальное значение ОА (рис. 1).

На рис.2 представлена схема моделирования объёмной активности радона и его дочерних продуктов. Приведена система дифференциальных уравнений, описывающих динамику объёмной активности изотопов с учётом эксхаляции (плотности потока радона), кратности воздухообмена и радиоактивного распада, по которым рассчитывается эквивалентная равновесная объёмная активность (ЭРОА) – объемная активность радона в равновесной смеси с его дочерними продуктами, которой соответствует такой же уровень скрытой энергии, что и у исследуемой реальной (неравновесной) смеси.

Численное решение системы дифференциальных уравнений позволило оценить коэффициент равновесия (F) между радоном и его дочерними продуктами в воздухе помещений. Коэффициент равновесия


10

(F) не является постоянной величиной, однако варьирует в определённом диапазоне значений (от 0,5 до 0,8) в зависимости от скорости изменения кратности воздухообмена и эксхаляции радона. Медианные значения этого коэффициента для различных помещений при кратности воздухообмена 0,45 ч–1 лежат около 0,7. В методологии оценки риска в перечне стандартных факторов экспозиции величина кратности воздухообмена в помещениях оценивается средней величиной 0,45 ч–1 при минимально возможном значении 0,18 ч–1 [11]. Поэтому коэффициент F для помещений был принят равным 0,7. Согласно МУ 2.6.1.715-98 значения F определяются экспериментальным путем, при этом в расчетах используют средние значения F, характерные для данного региона, периода года и типа здания. Лишь при отсутствии экспериментальных данных о значении F , его принимают равным 0,5.

1. Концентрации ni изотопов 222Rn и дочерних

продуктов распада 218Po, 214Pb, 214Bi (м-3) 2. Объёмные активности радона и его дочерних продуктов распада qRn(t), qRaA(t), qRaB(t), qRaC(t)

RaCBiRaBPbRaAPoRnRn

214

214

218

222

−

−

−

−

hqp RnRn ⋅⋅

+=

3600α

λ

⋅−⋅−⋅=

⋅−⋅−⋅=

⋅−⋅−⋅=

⋅−⋅−⋅⋅

=

(t)nα(t)(t)nλ(t)nλdt

(t)dn


(t)dn


(t)dn

(t)nα(t)(t)nλp(t)hλdt

(t)dn

RaCRaCRaCRaBRaBRaC

RaBRaBRaBRaARaARaB

RaARaARaARnRnRaA

RnRnRnRn

Rn 1( ) ( )( ) ( )( ) ( )( ) ( )tntq

tntqtntq

tntq

RaCRaCRaC

RaBRaBRaB

RaARaARaA

RnRnRn

⋅=

⋅=

⋅=⋅=

λ

λ

λλ

( ) ( ) ( ) ( )tqtqtqtЭРОА RaCRaBRaARn ⋅+⋅+⋅= 38,052,010,04. Коэффициент равновесия F между 222Rn и его ДПР

в воздухе помещения

0,00,10,20,30,40,50,60,70,80,91,0

0 1 2 3 4 5

3. Эквивалентная равновесная объёмная активность дочерних продуктов распада радона ЭРОА, Бк/м3

5. Плотность потока радона p, Бк/(м2⋅с)

α, ч-1

F 9784,07093,03491,01025,00158,0001,0 2345 +−+−+−= αααααF

α = 0,45 ч–1 F = 0,72

Рис. 2. Этап 1. Идентификация опасности: моделирование распределения радона-222 и его ДПР в воздухе помещений

График (рис. 2) отражает зависимость коэффициента равновесия (F) от кратности воздухообмена (α): чем меньше коэффициент вентиляции, тем более опасна смесь радона и его дочерних продуктов распада. Кривая аппроксимирована полиномом 5-й степени, позволяющим численно оценить коэффициент равновесия F. Коэффициент равновесия равный 0,5


11

проявляется при кратности воздухообмена α ≈ 1 ч–1. На этом же рисунке отражена математическая зависимость между плотностью потока радона, его объёмной активностью, коэффициентом вентиляции и геометричес-кими параметрами помещения (например, высотой помещения).

Результаты замеров показали 1,5-2 часовой цикл эксхаляции радона (с поверхности грунта, над которым расположены исследуемые помещения), который носит импульсный характер. Анализ многолетних данных наблюдений объёмной активности (ОА) радона-222 в воздухе помещений, расположенных на первых, полуподвальных и подвальных этажах зданий показывает, что динамика ОА радона характеризуется как сложное колебательное движение. Это объясняется медленной релаксацией газового потока в пористой среде почво-грунтов от момента распада радия и образования радона до момента эксхаляции радона с поверхности грунта. В расчётах для описания эксхаляции радона в помещениях в первом приближении нами была принята функция, имеющая вид простых синусоидальных колебаний (первый график, рис. 3), хотя данные указывают на более сложные формы данных кривых, описываемых, по-видимому, как показывают последние исследования, фрактальным броуновским движением.

1. Плотность потока радона в помещениях

p, Бк/(м2⋅с) 2. Коэффициент воздухообмена в помещениях α, ч–1

0 5 10 15 200

20

40

60

80

100

120

140

EROA1

EROA2

0 5 10 15 20

2

4

α1 T( ) 3600⋅

α2 T( ) 3600⋅

T3600

0 5 10 15 20

0.05

0.1

0.15

P1 T( )

P2 T( )

T3600

p(t) α(t)

t, ч t, ч 4. Физические параметры

Параметр Помещение № 1 Помещение № 2

1. Плотность потока, мБк/(м2⋅с)

– среднее значение 108,2 35,3 – максимальное значение 144,9 44,1

2. Коэф. воздухообмена, ч–1

– среднее значение 0,45 0,45

– максимальное значение 3,9 2,5 3. ЭРОА, Бк/м3

– среднее значение 142,1 92,8

– максимальное значение 468,1 282,7

t, ч







3. Расчётная динамика ЭРОА радона в воздухе помещений, Бк/м3

Рис. 3. Этап 1. Идентификация опасности: динамика ЭРОА дочерних продуктов радона-222 в воздухе помещений


12

При оценке радиационного риска от радонового облучения коэффициент вентиляции исследуемых помещений был принят равным 0,45 ч–1, т.к. именно это значение кратности воздухообмена в помещениях рекомендуется использовать в расчётах согласно методологии оценки риска. Исследуемые помещения периодически проветриваются. Динамика коэффициента воздухообмена отражена на втором графике (рис. 3).

В результате моделирования получена зависимость эквивалентной равновесной объёмной активности от времени, изображённая на 3-м графике (рис. 3). Расчётная динамика ЭРОА близка к наблюдаемой. Показано, что после кратковременного проветривания помещений ЭРОА дочерних продуктов радона восстанавливается до прежних высоких значений за 3 часа, то есть существующее периодическое проветривание не даёт долговременного снижения ЭРОА. Результаты измерений и моделирования позволили установить значение плотности потока радона, максимальное значение коэффициента вентиляции и ЭРОА для исследуемых помещений с учётом погрешности измерений.

На втором этапе производится оценка экспозиции в исследуемых помещениях – оценивалась величина, длительность и частота экспозиции работающего персонала (рис. 4). Экспозиция рассчитывается с учётом работы в помещениях 2000 часов в год.

3. Распределение среднегодовых уровней

экспозиции P (Бк⋅м-3⋅ч) по значениям ЭРОА в помещениях

4. Экспозиция и дозовые нагрузки

Показатели № 1 №2

1. Экспозиция, Бк⋅м-3⋅ч/год

– среднее значение 294000 190000

– максимальное значение 353000 228000 2. Эффективная доза, мЗв/год

– среднее значение 2,46 1,59 – максимальное значение 2,95 1,91

1060

110

160

210

260

310

360

410

460

020004000600080001000012000

14000

1. Сценарий воздействия

№ Элемент анализа Помещение № 1 Помещение №2

1. Агент(ы) газ радон и его ДПР

2. Источник(и) природный, внутри помещений

3. Транспорт / накопление воздух, пыль

4. Маршрут(ы) воздействия вдыхание воздуха

5. Воздействующая

концентрация

qЭРОАср=142 Бк/м3 qЭРОАср=93 Бк/м3

6. Пути поступления ингаляция

7. Продолжительность

экспозиции

8 ч/сут; 2000 ч/год

8. Частота воздействия циклическая

9. Экспонируемая популяция 5 чел. 5 чел.

10. Географический охват г. Владимир,

ул. Горького

г. Владимир,

ул. Гороховая

11. Период оценки настоящее, будущее

изолированное беспороговое воздействие радона на организм

P, Бк⋅м-3⋅ч

ЭРОА Бк/м3

2. Вероятность регистрации значений ЭРОА дочерних продуктов радона более 200 Бк/м3

Помещение № 1 Помещение № 2

29,7 % 4,5 %



Рис. 4. Этап 2. Оценка экспозиции


13

На рис. 4 представлена гистограмма, отражающая распределение уровней экспозиции (P, Бк·м–3·ч) по значениям ЭРОА в помещениях и построенная с учётом нормального закона распределения динамики объёмной активности радона. Наиболее опасное помещение (помещение № 1) имеет более широкий диапазон ЭРОА.

Установлено, что вероятность регистрации значений ЭРОА превышающих норматив, установленный в НРБ-99 для ЭРОА дочерних продуктов радона, для первого помещения равна 29,7 %, а для второго помещения – 4,5 %. В результате расчёта получены значения годовой экспозиции и индивидуальной эффективной дозы от радонового облучения, которая для людей, работающих в 1-м помещении, составляет 2,5 мЗв/год, а для второго помещения – 1,6 мЗв/год. Дозовая нагрузка приходится исключительно на лёгкие и респираторный тракт человека.

На третьем этапе идёт оценка зависимости «доза–ответ», определяющая степень воздействия различных доз радонового облучения (рис. 5).

1. Алгоритм оценки

радиационного риска и ущерба от радонового облучения

ИЗМЕРЕНИЕ ОБЪЁМНОЙ АКТИВНОСТИ И ОЦЕНКА

СТАТИСТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РАДОНА

ЭКСПОЗИЦИЯ ПО ЭРОА P, Бк⋅ч⋅м–3

ИНДИВИДУАЛЬНАЯ И КОЛ-ЛЕКТИВНАЯ ЭФФЕКТИВНАЯ ДОЗА

E, мЗв/год; Eкол, чел.-Зв

ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ И ПОПУЛЯЦИОНННЫЙ УЩЕРБ У, год; Укол, чел.-год

ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ И КОЛЛЕКТИВНЫЙ РИСК

r и R

1

3

4

5

2. Доза, риск и ущерб здоровью от радонового облучения для работающих при стандартных условиях экспозиции в помещениях (время экспозиции 2000 ч/год, кратность воздухообмена 0,45 ч–1) ЭРОА

qЭРОА, Бк/м3

Доза

E, мЗв/год

Интенс. риска

ric, год–1

Пожизн. риск

r, %

Ущерб

У, мес.

20,0 0,34 1,9⋅10–5 0,06 0,10

92,8 1,59 8,8⋅10–5 0,27 0,48

142,1 2,46 1,3⋅10–4 0,42 0,73

200,0 3,35 1,9⋅10–4 0,57 1,02

1960,0 32,87 1,9⋅10–3 5,58 10,04

ОЦЕНКА ФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

РАДОНА И ЭРОА α, ч–1; p, Бк/(м2⋅с); qЭРОА, Бк/м3

2

6 0,00000

0,00005

0,00010

0,00015

0,00020

0,00025

0,00030

0,00035

0,00040

0,00045

0 1 2 3 4 5 6 7

Интенсивность

индивидуального

риска смертельного

рака лёгких

r,

год

–1

qЭРОА = 200 Бк/м3 r = 1,9⋅10–4 год-1

Индивидуальная эффективная доза Е, мЗв/год

Помещение №1 qЭРОА = 142 Бк/м3 r = 1,4⋅10–4 год-1

Помещение №2 qЭРОА = 93 Бк/м3 r = 8,8⋅10–5 год-1

3. Зависимость «доза – ответ» для работающих

Рис. 5. Этап 3. Оценка зависимости «доза-ответ»

Главными показателями биологического воздействия радиации на организм являются эффективная доза и риск. В отношении воздействия


14

радона МКРЗ выявила ряд физических и биологических параметров (концентрация пыли, центров конденсации влаги, интенсивность дыхания, свойства респираторного тракта и др.), благодаря наличию которых удалось получить универсальные значения доз и рисков для детей и взрослого населения и работающего персонала на единицу экспозиции [10]. С их учетом МКРЗ приняла единое значение коэффициента вероятности смертельных раков для персонала и населения на единицу экспозиции по ЭРОА (в Бк·ч·м–3). Это значение составляет величину, равную 4,45·10–10 (Бк·ч·м–3)–1 для радона-222. Коэффициент риска по ЭРОА от торона на единицу экспозиции признан в 4,6 раза большим по сравнению с радоном-222 и составляет значение 2,05·10–9 (Бк·ч·м–3)–1

Нами воспроизведён алгоритм оценки радиационного риска и ущерба здоровью от радонового облучения в условиях отдельных помещений, включающий: 1) измерение объёмной активности и оценка статистических параметров распределения радона; 2) оценка физических параметров распределения радона и ЭРОА; 3) расчёт годовой экспозиции по ЭРОА; 4) расчёт индивидуальной и коллективной эффективной дозы (МУ 2.6.1.1088-02; НКДАР ООН, 2000; МКРЗ, 1994); 5) индивидуальный и популяционный риск стохастических эффектов (МКРЗ, 1990, 1994); 6) оценка индивидуального и популяционного ущерба здоровью (рис. 5).

Ущерб – математическое ожидание размера нежелательных последствий, то есть произведение вероятности и тяжести последствий события. Ущерб для здоровья – сложное понятие, сочетающее вероятность, степень тяжести эффекта и время его проявления, величину которого можно выразить в числе лет полноценной жизни, потерянных в результате преждевременного заболевания или смерти, вызванных воздействием неблагоприятного фактора. Эффекты, измеряемые с помощью ущерба, выражаются числом дней острых заболеваний различного типа, числом случаев хронических заболеваний и числом смертей или потерянных лет жизни от преждевременной смерти.

Индивидуальный радиационный ущерб равен произведению пожизненной вероятности реализации стохастического эффекта на среднее число лет, которые в результате могут быть потеряны. Среднее сокращение длительности периода полноценной жизни в результате возникновения стохастических эффектов облучения принимается равным 15 лет [1]. Для стохастических эффектов популяционный радиационный


15

ущерб – ожидаемое число потерянных в результате облучения человеко-лет здоровой жизни. В области малых доз облучению с эффективной коллективной дозой 1 чел.-Зв соответствует ущерб, равный потере 1 чел.-год полноценной «коллективной» жизни облученного коллектива. Понятие «радиационного ущерба» введено в публикации 26 МКРЗ (1977), как мера вреда, который может быть причинен группе людей и их потомству в результате воздействия источника излучений.

Опасность генетических эффектов от радона практически отсутст-вует. Поэтому весь риск и ущерб от радона связывают именно со смерт-ностью от рака органов дыхания, пренебрегая остальными эффектами.

На рис. 5 отражена зависимость «доза–ответ» для работающих – это зависимость интенсивности индивидуального риска рака лёгких от годовой индивидуальной эффективной дозы. Для изотопов радона и их дочерних продуктов принята линейная беспороговая модель.

Анализ показывает, что уже за один год работы в помещениях индивидуальный радиационный риск стохастических эффектов составляет от приемлемого уровня пожизненного канцерогенного риска, принима-емого в большинстве стран для населения (1,0·10–4): для первого помещения – 140 %, для второго – 90 %.

Заключительный четвёртый этап анализа – характеристика риска и ущерба здоровья. Данный этап включает оценки количественных величин риска, анализ неопределенностей и обобщение всей информации по оценке риска (рис. 6).

1. Характеристика радиационного риска среды помещений

Параметр Помещение №1 Помещение №2

1. Экспонируемая группа, чел 5 5 2. ЭРОА изотопов радона, Бк/м3 142,1 92,8 3. Индивидуальная эффективная

доза, мЗв/год 2,46 1,59 4. Индивидуальный риск

стохастических эффектов, % 0,42 0,27 5. Общий популяционный риск 0,021 0,014 6. Ущерб, мес 0,75 0,49

0,0E+005,0E-04

1,0E-03

1,5E-03

2,0E-03

2,5E-03

3,0E-033,5E-03

4,0E-03

4,5E-03

0,00 0,01 0,01 0,02 0,02 0,03Общий популяционный риск

Индивидуальны

й риск

2. Суммарная диаграмма канцерогенных эффектов



Рис. 6. Этап 4. Характеристика риска

В каждом из помещений работает по 5 человек. Индивидуальный пожизненный риск рака лёгкого составляет для работающих в первом


16

помещении – 0,42 %, во втором – 0,27 %. Также с учётом погрешности измерений оценены популяционный риск и индивидуальный ущерб здоровью. Индивидуальный радиационный ущерб выражается в числе месяцев полноценной жизни, потерянных в результате преждевременного заболевания или смерти, вызванных воздействием радона.

На рис. 6 приведена диаграмма, где пожизненный индивидуальный риск показан на вертикальной оси, а ежегодный уровень заболеваемости раком показан на горизонтальной оси. Координаты определяют относительные риски, ранжируя различные помещения (или проблемы региона). Важно заметить, что диаграмма проста для визуального просмотра, для представления данных по ранжированию проблем.

Приведённые оценки риска и ущерба показывают необходимость проведения радонозащитных мероприятий для исследуемых помещений. Необходимо увеличить кратность воздухообмена до 2-3 ч–1, что позволит достичь приемлемых уровней риска для здоровья.

Выводы Основные результаты, полученные в настоящем исследовании,

сводятся к следующему: 1. Получены новые данные об объёмной активности и о временной

динамике содержания радона в воздухе помещений (на примере г. Владимира). Оценены статистические параметры распределения значений объёмной активности радона: математическое ожидание; среднее квадратическое отклонение; прогнозируемое максимальное значение ОА. Показано, что динамика объёмной активности радона в воздухе отдельных помещений описывается нормальным законом распределения.

2. Результаты измерений и моделирования позволили установить значение плотности потока радона, максимальное значение коэффициента вентиляции и ЭРОА в исследуемых рабочих помещениях. Установлено, что коэффициент равновесия между радоном и его дочерними продуктами в воздухе исследуемых помещений оценивается величиной 0,7. Чем больше коэффициент равновесия, тем большую опасность для человека представляет смесь изотопов радона и его дочерних продуктов. Показано, что после кратковременного проветривания рабочих помещений ЭРОА дочерних продуктов радона восстанавливается до прежних высоких значений за 3 часа, то есть существующее периодическое проветривание не даёт долговременного снижения ЭРОА.


17

3. С учётом нормального закона распределения динамики объёмной активности радона оценены экспозиция, дозовые нагрузи на персонал за счет ингаляции изотопов радона и их ДПР в рабочих помещениях городских зданий. Даны оценки радиационного риска и ущерба для здоровья от радонового облучения на основе экспериментальных данных в условиях конкретных помещений. Анализ показывает, что уже за один год работы в помещениях индивидуальный радиационный риск стохастичес-ких эффектов составляет от приемлемого уровня пожизненного канцеро-генного риска (1,0·10–4): для первого помещения – 140 %, для второго – 90 %. Таким образом при среднегодовом ЭРОА равном 200 Бк/м3 (нормативе, указанном в НРБ-99 для эксплуатируемых зданий) при аналогичном сценарии экспозиции уже за один год работы индивидуальный риск превышает уровень приемлемого риска в 1,9 раз.

Полученные в наших ранних исследованиях [13] результаты позволяют сделать вывод о том, что фактор влияния на население радонового облучения нельзя не учитывать при радиационно-гигиени-ческих исследованиях помещений и медико-экологических исследованиях урбанизированных территорий. Для г. Владимира проведённый анализ показывает, что 22% населения подвергается риску рака лёгких в среднем в 4 раза большему, чем в стандартных условиях. Действительно, суммарный популяционный риск от радонового облучения для г. Владимира составляет 69 год–1 (число случаев заболевания раком органов дыхания в год), в то время как приемлемым риском для города, типа г. Владимира, следует считать число 23 год–1, соответствующее среднегодовому значению ЭРОА в 20 Бк/м3. Согласно МУ №239/66/288-99 этот уровень облучения от радона принимается за фоновый.

Достижение этого показателя вполне реальная задача для, если на территории города на регулярной основе вести мониторинг объёмной активности радона в воздухе помещений, который позволил бы выявлять помещения с повышенными концентрациями радона и проводить на основе этого соответствующие мероприятия по управлению риском. В то же время следует учитывать, что снижение индивидуального и популяционного рисков от радонового облучения до уровня, существенно ниже допустимого, нереально и экономически нецелесообразно.


18

Библиографический список 1. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99): СП 2.6.1.758-99. М.: Минздрав России, 1999.

2. Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопас-ности (ОСПОРБ-99): СП 2.6.1.799-99. М.: Минздрав России, 1999.

3. Гигиенические требования по ограничению облучения населения за счет природных источников ионизирующего излучения: СП 2.6.1.1292-03. М.: Минздрав России, 2003.

4. Проведение радиационно-гигиенического обследования жилых и общественных зданий. Методические указания МУ 2.6.1.715-98. – М.: Минздрав России, 1998.

5. Оценка индивидуальных эффективных доз облучения населения за счет природных источников ионизирующего излучения: Методические указания МУ 2.6.1.1088-02. М.: Минздрав России, 2002.

6. Порядок ведения радиационно-гигиенических паспортов организаций и территорий (Утв. приказом Минздрава России, Федерального надзора России по ядерной и радиационной безопасности, Государственного комитета Российской Федерации по охране окружающей среды от 21 июня 1999 г): Методические указания МУ №239/66/288-99.

7. Радиационная безопасность: Рекомендации МКРЗ 1990 г. Пределы годового поступления радионуклидов в организм работающих, основанные на рекомендациях 1990 г. Публ. 60, ч.1, 61 МКРЗ: Пер. с англ. – М.: Энергоатомиздат, 1994. – 192 с.

8. Радиационная безопасность: Рекомендации МКРЗ 1990 г. Публ. 60, ч.2 МКРЗ: Пер. с англ. – М.: Энергоатомиздат, 1994. – 207 с.

9. Риск заболевания раком легких в связи с облучением дочерними продуктами распада радона внутри помещений: Публикация 50 МКРЗ: Пер. с англ. – М.: Энергоатомиздат, 1992. – 112 с.

10. МКРЗ, 1994. Защита от радона-222 в жилых зданиях и на рабочих местах. Публикация 65 МКРЗ. – М.: Энергоатомиздат, 1995. – 78с.

11. Онищенко Г.Г., Новиков С.М., Рахманин Ю.А., Авалиани С.Л., Бушту-ева 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.

12. Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. 2-е изд., перераб. и доп. – Л.: Энергоатомиздат, 1991, 304 с.


19

13. Трифонова Т.А., Ширкин Л.А. // Безопасность жизнедеятельности, 2004, №5. С. 43 – 48.

14. Яковлева В.С., Каратаев В.Г. // Радиационная биология. Радиоэкология, 2005. Т. 45. №3. С. 333 – 337.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ – проект № 07-05-00473-а.

СОПРЯЖЕННЫЙ АНАЛИЗ ТЕХНОГЕННОЙ ОБСТАНОВКИ И МЕДИКО-ДЕМОГРАФИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ ВО ВЛАДИМИРСКОЙ ОБЛАСТИ

А.Н. Краснощёков, С.А. Аношина Владимирский государственный университет, г. Владимир

Повышение техногенной нагрузки влияет на физиологические

процессы в организме человека, вызывает развитие патологических состояний и обострение хронических заболеваний. Поэтому очень важно оценить техногенную нагрузку с точки зрения ее влияния на организм человека, т.к. комплексный подход при прогнозе медико-демографичес-ких показателей может помочь в установлении причин развития и обострения заболеваний. Большую роль играет ослабление приспособи-тельных возможностей организма. Техногенная нагрузка может выступать как фактор, вызывающий заболевания, а также как фактор, способст-вующий возникновению заболеваний или их проявлению. По воздействию на здоровье изменения погоды подразделяют на гипоксический и спастический типы (гипоксический связан с резким понижением атмосферного давления и значительным повышением температуры и влажности; спастический тип связан с вторжением массы холодного воздуха и усыновлением области высокого атмосферного давления, с усилением ветра, появлением облачности и осадков).

В начале работы мы проанализировали климат, для выявления наиболее отклоняющихся от средних многолетних значений месяцев и лет. Анализ среднегодовых показателей выявил превышение по сравнению с нормой температурного режима, увеличение облачности. Давление и скорость ветра в пределах нормы, влажность по годам немного варьирует. Осадков стало выпадать значительно меньше. Изменились преобладающие ветры в сторону северных (раньше преобладали юго-восточные, которые за данный период преобладали лишь в 2002 году, а в 2000 – южные ветры).


20

По месяцам прослеживается более четкое различие: например, наиболее холодным за анализируемый период был январь – 2006 года, а наиболее теплым – 2005 года, в мае также наиболее теплым был – 2005 год, а холодным – 1999 год.

В исследованиях использовались комплексные данные по первичной и общей заболеваемости во Владимирской области во всех возрастных группах. В результате анализа было выявлено, в каждой группе заболеваний можно выделить преобладание различных возрастных групп населения. Болезням органов дыхания и инфекционным заболеваниям наиболее подвержены дети. Болезням органов пищеварения в большей степени подвержены подростки. Болезни системы кровообращения и новообразования присущи взрослым. Наибольшая обращаемость за медицинской помощью у детей.

Для анализа статистических данных использовали метод регресси-онно-корреляционного анализа. Так как различия в среднегодовых показателях незначительны, существует сезонный ход метеоэлементов и взаимосвязь, которая основана на физических законах (н-р, концентрация кислорода с повышением температуры уменьшается), поэтому анализ проводился и по сезонам года. Большую роль в изучении влияния климата на организм играют методы комплексной оценки охлаждающей силы воздуха, складывающейся из действия его температуры, влажности и скорости ветра. Наиболее употребителен метод эффективно-эквивалентных температур. Комплексное действие метеофакторов используется в расчете жесткости погоды, климатического комфорта, в индексе патогенности погод. Расчет показал, что погода у нас летом – мягко-суровая, а зимой – умеренно-суровая, осень и зима являются раздражающими и острыми при воздействии на организм.

Анализ БОД показал зависимость от климатических факторов во всех возрастных группах. Наиболее значимый вес имеет средняя температура в весенне-осенний период. Т.к. для переходных периодов характерна значительная межсуточная изменчивость основных метео-рологических параметров, то они являются наиболее нагрузочным для организма. Отмечается влияние количества осадков и давления. (Это может быть связано с тем, что осадки очищают воздух, повышают ионизацию, что способствует усилению функции дыхания, уменьшение давление благоприятно, так как облегчается выдох, происходит


21

стимуляция обменных процессов). Количество осадков имеет прямую зависимость с облачностью, особенно зимой и летом. Необходимо учитывать совместное действие влажности с давлением, температурами и осадками. Отмечена зависимость болезней органов дыхания от жесткости погоды и климатического комфорта (это может быть связано с тем, что в плохую погоду люди меньше выходят на улицу и теплее одеваются).

Во всех возрастных группах на болезни органов пищеварения может оказывать влияние давление, так как оно действует на полые органы (желудок, кишечник), особенно осенью и весной. Эта зависимость характерна как для первичной, так и для общей заболеваемости. Во всех группах, кроме детей выявлена прямая зависимость заболеваемости с температурой. Это может быть связано с косвенным влиянием климата на человека (развитие возбудителей и переносчиков заболеваний, которые могут привести к отравлению организма). Влияние температуры может проявляться в совместном действии с давлением.

Анализ заболеваний системы кровообращения показал, что на первичную заболеваемость во всех группах, кроме детей оказывает влияние давление, особенно летом и зимой. Во всех группах также прослеживается зависимость заболеваемости от средних температур, особенно в весенне-осеннее время. Большую роль играет содержание кислорода в воздухе, которое зависит от давления и температуры, но опасны не экстремальные величины, а резкие изменения температуры и давления (образуется большое различие парциального давления кислорода в воздухе и крови).

В инфекционных заболеваниях наиболее значимый вес во всех группах общей и первичной заболеваемости принадлежит температуре. Эта зависимость у детей осенью прямая, а летом обратная. Отмечается влияние во всех группах влажности. Давление осенью имеет значимый вес в общей заболеваемости во всех группах, в первичной заболеваемости у подростков и в общем. Здесь, скорее всего, прослеживается взаимосвязь давления с влажностью и температурами. У подростков выявлена прямая зависимость роста заболеваемости осенью от количества осадков (дети и подростки много времени проводят на улице, а инфекционные заболевания распространяются часто в теплую, влажную погоду). Была выявлена зависимость инфекционных заболеваний с жесткостью погоды (при более


22

жестких климатических условиях инфекции не распростра-няются или гибнут).

В данной работе мы также провели объединение факторов в группы и определили их влияние на различные заболевания, отдельно для детей, взрослых, подростков и, в общем.

На общую заболеваемость по всем группам нозологий действуют температура, осадки, скорость ветра, направление ветра, облачность и высота облачности. На болезни органов дыхания, общую заболеваемость, инфекционные заболевания и болезни системы кровообращения действуют также влажность и давление. На болезни органов пищеварения оказывает влияние еще давление.

В результате проведенного анализа получилось, что на все исследуемые группы заболеваний у взрослых действуют температура, влажность, давление, скорость ветра и осадки. У детей на все группы заболеваний оказывают влияние температура, осадки, влажность и высота облачности. На заболеваемость подростков оказывают влияние средняя температура, влажность, давление, садки и высота облачности.

Учитывались факторы, которые имеют коэффициент корреляции выше 0,7, но так как в пределах группы он различен, поэтому мы взяли пределы значений.

Для того, чтобы точно знать, как техногенная нагрузка влияет на медико-демографические показатели нужно знать точно диагнозы, причины и вести постоянные наблюдения. Необходимо отметить, что на медико-демографические показатели влияет очень много других факторов – образ жизни, наследственность, факторы среды, социальные условия и т.д. Например, дети, более подвержены инфекционным заболеваниям, чем взрослые, т.к. у них теряется врожденный иммунитет, который достался им от матери, и они становятся более восприимчивы к заболеваниям. Подростки же больше времени проводят на улице, могут одеваться слишком легко, поэтому для них характерны другие заболевания.

На основании проведенного анализа, можно сделать вывод, патогенное влияние техногенных факторов возможно в случаях значительных отклонений от нормы, а также в случае нарушения или ослабления приспособительных и защитных сил организма. В результате чего увеличение техногенной нагрузки может привести к нарушению работы любого органа или системы организма и даже способствовать


23

летальному исходу. Поэтому можно предложить мероприятия, направлен-ные, на снижение повышенной чувствительности организма к воздейст-вию техногенной нагрузки, а также на повышение адаптационных, приспособительных и защитных сил организма.


МЕДИКО - ДЕМОГРАФИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА В ГОРОДЕ ВЛАДИМИРЕ Н.А. Андрианов, О.В. Сынкова

Владимирский государственный университет, г. Владимир

Уровень здоровья формируется под воздействием многочисленных факторов – внутренних и внешних, последние объединены общим понятием «окружающая среда». Роль факторов окружающей среды определяется как доминирующая в возникновении от 25 до 50% всех заболеваний. Одной из ведущих причин, неблагоприятно влияющих на состояние здоровья населения, является загрязнение окружающей среды.

Медико-демографические показатели наиболее полно и наглядно отражают весь спектр воздействия социально-экономических, поведенчес-ких, наследственных, природно-климатических и экологических факторов. В качестве основных показателей здоровья традиционно выступают такие показатели как численность, рождаемость, смертность и естественный прирост населения.

Численность населения города Владимира в 2006 году составила 339855 человек (по состоянию на 1.01.07г.) и сократилась по сравнению с предыдущим годом на 814 человек (2005г.–340669 человек). Динамика изменения численности населения представлена в табл. 1.

Таблица 1. Численность населения города Владимира за 2000-2006 гг.

Категории населения 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

Все население 353612 351453 349238 333833 331374 340669 339855 Дети (до 14 лет вкл.) 53690 50820 48165 43076 41395 46214 41369

Подростки (15-17 лет) 16274 16576 16803 16181 15170 9982 13099

Взрослые (18 лет и старше) 283648 284057 284270 274576 274809 284473 285387


24

Численность населения за период времени с 2000 г. по 2006 г. уменьшилась на 13757 человек. Динамика численности населения показывает, что для г. Владимира в период с 2000-2004 гг. характерен процесс депопуляции. Причиной депопуляции является снижение рождаемости и рост смертности населения. Показатели рождаемости и смертности представлены в табл. 2.

Таблица 2. Показатели рождаемости, смертности и естественного прироста

населения г. Владимира за 2000-2006 гг. (на 1000 населения) Показатели 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 Рождаемость 7,1 7,5 7,9 8,9 8,7 8,9 9,1 Смертность 13,1 14,4 15,3 16,7 16,0 15,8 15,2 Естественный прирост

-6,0 -6,9 -7,4 -7,8 -7,3 -6,9 -6,1

Исходя из данных табл. 2 видно, что начиная с 2000 года в городе регистрируется естественная убыль населения. Число умерших ежегодно превышает число родившихся. Число умерших в 2006 году составило 15,2 (на 1000 чел. населения), число родившихся 9,1 (на 1000 чел. населения).

Важным показателем демографической ситуации является показатель младенческой смертности, отражающий состояние здравоохранения и уровень социально-экономического развития. Динамика младенческой смертности показана в табл. 3.

Таблица 3. Показатель младенческой смертности в г. Владимире

за 2000-2006 гг. (на 1000 населения) Годы 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

г. Владимир 12,7 13,6 11,1 6,7 6,8 7,2 5,2

Начиная с 2002 года наблюдается тенденция к снижению показателя младенческой смертности.

Оценивать состояние здоровья очень важно, для установления степени адаптации организма к среде обитания. Оценка состояния здо-ровья заключается в анализе общей и первичной заболеваемости. Общая заболеваемость включает в себя частоту обращений больного в поликли-нику в течение жизни, а также хронические заболевания. Общая впервые регистрируемая заболеваемость включает в себя обращение больного в поликлинику с диагнозом, установлеваемым у него впервые в жизни.


25

Общая заболеваемость детей, подростков и взрослых за 2000-2006 гг. представлена в табл. 4.

Таблица 4. Общая распространенность заболеваний (на 1000 населения)

Группа населения Года г. Владимир Областной показатель

Дети до 14 лет включительно

2000 2396,9 2589,3 2001 2540,3 2597,6 2002 2490,0 2595,4 2003 2591,9 2601,8 2004 2854,8 2721,9 2005 2981,6 2824,6 2006 2997,2 2891,3

Подростки 15-17 лет

2000 2087,6 2114,9 2001 1039,2 2123,6 2002 1555,3 2128,9 2003 2020,4 2131,2 2004 2228,5 2133,2 2005 2420,2 2136,6 2006 2585,5 2247,7

Взрослые от 18 лет и старше

2000 1696,5 1534,5 2001 1757,9 1547,9 2002 1846,4 1565,7 2003 1840,7 1578,6 2004 1906,7 1641,0 2005 1940,5 1630,5 2006 1936,0 1678,7

Отмечается рост общей заболеваемости в 2006 г. по сравнению с

2000 годом, как в городе, так и по Области. Заболеваемость в городе среди всех групп населения в г. Владимире выше, чем аналогичный показатель в Области. Повышенная заболеваемость подростков и особенно высокий аналогичный показатель у детей может быть причиной наследственного фактора, в т.ч. пониженной адаптационной способностью детского ор-ганизма к факторам окружающей среды и влияние загрязненной среды обитания.


26

Наиболее показательной является впервые регистрируемая забо-леваемость или, так называемая, первичная заболеваемость, отражающая состояние здоровья населения на данный период времени. Первичная заболеваемость отражает социальную и экологическую среду и характери-зует реакцию организма на эти факторы.

Структура первичной заболеваемости населения города Владимира представлена в табл. 5., а также на рис. 1.

В динамике заболеваемости детского и подросткового населения за 6 лет отмечается рост заболеваемости. У взрослых показатель заболевае-мости почти в 3 раза ниже, чем у детей. Более высокая заболеваемость детского и подросткового, по сравнению с взрослым населением, обусловлена более сильной адаптацией организма взрослых к факторам среды обитания. За 6 лет первичная заболеваемость взрослых находится на относительно постоянном уровне.

500700900

11001300150017001900210023002500

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

Показатель заболеваемости

Взрослые

Подростки

Дети

Рис. 1. Первичная заболеваемость населения г. Владимира

за 2000-2006гг. (на 1000 населения)

Из данных табл. 5 видно, что наибольший показатель заболеваемости наблюдается у болезней органов дыхания. Причиной этого может быть сильное загрязнение окружающей среды, в т.ч. атмосферного воздуха. Данные о выбросах в атмосферу представлены в табл. 6.

Из табл. 6 видно, что выбросы от автотранспорта превышают выбросы от стационарных источников в некоторые годы более чем в 2 раза. Это связано с тем, что с каждым годом возрастает количество автотранспорта. Выбросы от автотранспорта содержат такие загрязняющие


27

вещества, как диоксид азота, диоксид серы, угарный газ, масса которых довольно высокая. Все эти вещества оказывают негативное влияние на органы дыхания человека, вызывая раздражение верхних дыхательных путей, сухость в горле, кашель, осиплость голоса; оказывают токсическое действие на клетки, нарушая тканевое дыхание и целиком потребление тканями кислорода.

Таблица 6.

Выбросы в атмосферу от автотранспорта и стационарных источников в г. Владимире за 2002-2006 гг.

Год Выбросы от авто- транспорта, т/год

Выбросы от стац. источников, т/год

Суммарный выброс, т/год

2002 21818,0 9183,277 31001,277 2003 21872,0 10139,858 32011,858 2004 22029,0 10944,682 32973,682 2005 - 8741,013 - 2006 22725,0 6987,664 29712,664

Вывод: наибольший показатель первичной заболеваемости населения г. Владимира по болезням органов дыхания. Причиной высокой заболеваемости органов дыхания может быть сильное загрязнение атмосферного воздуха различными взвешенными веществами и соединениями, а также курение населения как мужского, так и женского. Затем идут болезни мочеполовой системы, причина которых некачественная питьевая вода. Город Владимир потребляет 1/3 Судогодской воды и 2/3 – Нерлинской. Преобладание подземных вод, с высоким содержанием солей кальция и магния, приводит к образованию камней в почках. На третьем месте – травмы и отравления, причина которых неправильные образ жизни и культура питания.



28

ОЦЕНКА МЕДИКО-ДЕМОГРАФИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ В Г. ГУСЬ-ХРУСТАЛЬНЫЙ

И.С. Харитонова, Н.В. Селиванова Владимирский государственный университет, г. Владимир

Успех государства почти во всех его сферах тесно связан с устойчивым демографическим развитием, обеспечивающим обществу жизненное воспроизводство человеческого потенциала. Однако в России на протяжении последних лет наблюдается обратная тенденция – население страны непрерывно сокращается.

В качестве основных показателей здоровья населения принято считать медико-демографические показатели, такие как: рождаемость, смертность, продолжительность жизни, статистика абортов, детская смертность, естественный прирост населения, самоубийства, миграция, брачность и разводимость, демографическая нагрузка, старение населения.

Медико-демографические показатели позволяют наиболее полно изучить все социально-экономические, поведенческие, природно-климатические и экологические факторы, влияющие на здоровье населения.

В настоящей работе эти факторы рассмотрены применительно к г. Гусь-Хрустальному.

Город Гусь-Хрустальный – это крупный промышленный, научный и культурный центр Владимирской области, который в целом сохранил свою специализацию как город стеклоделия. Город является организующим центром Владимирской Мещеры – особого природно-культурного терри-ториального комплекса, расположенного на юго-западе Владимирской области.

Территория города в зависимости от климатических факторов находится в прикомфортной зоне (рис. 1) [1, 3].

Для Гусь-Хрустального района характерна в общем довольно благоприятная экологическая обстановка. Это подтверждается самым большим процентом лесистости среди других районов области, сохранившимися редкими видами организмов, самой большой площадью охраняемых территорий.

Несмотря на это, в течение последних лет в городе Гусь-Хрусталь-ный и Гусь-Хрустальном районе наблюдается тенденция к сокращению


29

численности населения. Это напрямую связано с низким уровнем рождаемости (рис. 2). Лишь в 2007 году он несколько повышается, но по-прежнему находится на низком уровне.

Рис. 1. Зонирование территории Владимирской области по комфортности

проживания населения, в зависимости от климатических факторов

Рис. 2. Показатель рождаемости в городе Гусь-Хрустальный и

Гусь-Хрустальном районе с 1998 по 2007 гг.


30

В структуре причин смертности первые три места занимают: болезни органов кровообращения (1), травмы, отравления и несчастные случай (2), новообразования (3).

В Гусь-Хрустальном районе показатель смертности более высокий, чем в городе (рис.3). Это связано с низкими условиями жизни в целом. В районе преобладает пожилое население, поэтому выше заболеваемость, следовательно выше смертность. Причиной повышенной смертности в районе является также низкое качество и несвоевременное оказание медицинской помощи, по сравнению с городом.

Большое значение в демографии уделяется показателю младенческой смертности. Показатель младенческой смертности является мерилом общего благополучия или неблагополучия населения. Группа основных причин младенческой смертности представлена той же патологией, что и по Владимирской области и РФ в 2007 году, патология перинатального периода – на первом месте, врожденные аномалии – на втором, болезни органов дыхания – на третьем, и инфекционные и паразитарные заболевания на четвертом.

Показатель рождаемости может быть сохранен на прежнем уровне только в случае демографического взрыва (большого количества рожденных детей в семье, 3-4 ребенка).

Рис. 3. Показатель смертности в городе Гусь-Хрустальный

и Гусь-Хрустальном районе с 1998 по 2007 гг.


31

Интегральной характеристикой демографических показателей может явиться индекс демографической напряженности (ИДН). Индекс демографической напряженности рассчитывается по следующей формуле [4]:

VССРZУИДН d **)*2*1,0(*lg* 2+−= ρ , где

У – урбанизированность территории; ρ - плотность населения (чел./км2); Z – общая годовая заболеваемость (на 1000 населения); P – общий показатель рождаемости (на 1000 населения); C – общая смертность (на 1000 населения); Cd - детская (младенческая) смертность (на 1000 населения); V – корректирующий множитель, применительно для Владимирской области равен 1•10-3.

Результаты расчетов (табл.1) показывают, что ИДН за последние годы значительно снизился как по городу, так и по району, но в городе Гусь-Хрустальном ИДН на порядок выше, чем в районе.

Таблица 1. Индекс демографической напряженности во Владимирской области, в

Гусь-Хрустальном районе и в городе Гусь-Хрустальный

Год Владимирская

область Гусь-Хрустальный

район г. Гусь-

Хрустальный 2002 23,4 2,962 42,69 2003 11,63 2,916 27,08 2004 13,5 1,9 17,94 2005 11,86 0,69 3,59 2006 8,5 0,89 28,756 2007 7,7 0,756 4,64

Анализ состояния здоровья населения за 2007 год свидетельствует о

его неблагополучии. Уровни общей заболеваемости в 2007 году, по сравнению с

аналогичными показателями 2006 года повысились у взрослых на 19 %, у подростков снизились на 3,4 %. Структура заболеваемости взрослого населения (18 лет и старше), представлена на рис. 4.


32

3% 4%

16%

3%

21%

2%15%

11%

8%

17%

Новоообразования

Болезни нервной системы

Болезни глаза

Болезни системы кровообращения

Болезни органов дыхания

Болезни органов пищеварения

Болезни кожи и подкожнойклетчатки

Болезни костно - мышечнойсистемы

Болезни мочеполовой сиситемы

Травмы, отравления

Рис. 4. Структура заболеваемости взрослого населения

за 2007 год в г. Гусь-Хрустальный

В структуре заболеваемости взрослого населения в 2007 году на первом месте находятся болезни органов дыхания – 21 %, на втором месте – 17 % травмы и отравления, на третьем месте – болезни глаза и его придаточного аппарата – 16 %.

В структуре заболеваемости подростков в 2007 году, на первом месте – болезни органов дыхания – 49%, на втором месте болезни кожи и подкожной клетчатки 10%; на третьем – болезни мочеполовой системы и болезни нервной системы – 8 %.

В структуре заболеваемости детского населения преобладают болезни органов дыхания – 65 %, на втором месте – болезни кожи и подкожной клетчатки, на третьем месте – болезни глаза и его придаточного аппарата. Большой процент болезней нервной системы, болезней органов пищеварения, болезней уха и сосцевидного отростка.

Исследовано влияние техногенной нагрузки на здоровье населения. Ситуация в городе в 2007 году анализировалась с учетом

деятельности 53 предприятий города и района, являющихся источниками загрязнения атмосферного воздуха. Валовой выброс загрязняющих веществ в атмосферу для этих источников составил – 5875,4 т в год [2].

Установлена высокая корреляционная зависимость заболеваний органов дыхания взрослого и детского населения от выбросов


33

загрязняющих веществ в атмосферу (r=0,89), а также зависимость заболевания органов пищеварения от качества питьевой воды (r=0,918).

Разработаны способы снижения детских заболеваний путем внедре-ния ряда профилактических мероприятий в дошкольных учреждениях, и рассчитана их эколого-экономическая эффективность.

Библиографический список 1. Трифонова Т.А., Селиванова Н.В., Селиванова Е.Ю.// Оценка индекса демографической напряженности во Владимирском регионе. III Международная научно-практическая конференция «Экология речных бассейнов».

2. Государственный доклад «О санитарно-эпидемиологической обстанов-ке в г. Гусь-Хрустальный и Гусь-Хрустальном районе в 2007 году».

3. Трифонова Т.А., Селиванова Н.В., Краснощёков А.Н., Сахно О.Н. Реги-ональное медико-экологическое зонирование. – Владимир: 2007. – 80 с.

4. Акимова Т. А., Батоян В.В., Моисеенко О.В., Хаскин В.В. Основные критерии экоразвития. М.: Изд-во Российская экономическая академия, 1994.


ОЦЕНКА ЗАБОЛЕВАЕМОСТИ ИНФЕКЦИОННЫМИ БОЛЕЗНЯМИ ВО ВЛАДИМИРСКОМ РЕГИОНЕ

А.Ю. Козлова, Н.А. Андрианов Владимирский государственный университет, г. Владимир

Инфекционные болезни известны человечеству еще с глубокой древности. Эпидемиями охватывались огромные территории, включая целые государства и народы. Недаром инфекционные болезни получили название "моровых болезней". Профилактика инфекционных заболеваний, борьба с ними во все времена и у всех народов представляли собой самую серьезную общественную проблему.

Следует подчеркнуть, что инфекционный процесс – один из самых сложных в природе биологических процессов, а инфекционные болезни являются грозными разрушительными факторами для человеческого общества, наносящими ему колоссальный экономический ущерб.


34

В настоящее время увеличивается число новых, ранее неизвестных науке инфекций. Достаточно напомнить, что если в 50-х годах насчитывалось около тысячи инфекционных болезней, то в настоящее время их более 1200, отсюда возникновение новых проблем (СПИД, болезнь Лайма, легионеллез и др.) как для специалистов, так и для общества в целом.

В последние годы в нашей стране в результате значительного ухудшения социальных условий жизни населения инфекционная заболеваемость имела тенденцию к росту. Этому способствовали неблагополучие с системами водоснабжения, канализации, запоздалое выявление источников инфекции, мутации возбудителей, позднее обращение к врачу, проблемы в организации проведения вакцинации и т.п.

Причинным фактором инфекционных заболеваний является возбудитель (микроорганизм). Он вступает в сложное биологическое взаимодействие с организмом человека, что приводит к инфекционному процессу, затем – инфекционной болезни. Как правило, каждое инфекционное заболевание имеет своего возбудителя. Хотя встречаются и исключения, когда у одной болезни может быть несколько возбудителей (сепсис). И, наоборот, когда один возбудитель (стрептококк) вызывает разные болезни (ангина, скарлатина, рожа). Ежегодно открываются новые возбудители инфекционных болезней.

Следует отметить, что при некоторых болезнях (чуме, сибирской язве, туляремии и др.) может быть множественный механизм передачи инфекции.

В 2006 году во Владимирской области регистрировалось 39 нозологических форм, общая заболеваемость инфекционными болезнями выросла на 0,9% и составила 401853 случаев (в 2005 г. – 398177 случая), из них 92,7 % составляют грипп и ОРВИ. Отмечается рост общей заболеваемости инфекционными заболеваниями детей, как в городе, так и по области, что объясняется тем, что некоторые болезни, например коклюш, дифтерия, скарлатина встречаются в основном у детей. Общая и первичная заболеваемость инфекционными болезнями показана в табл. 1.

Динамика общей заболеваемости инфекционными болезнями показана на рис. 1, из которой видно, что заболеваемость по области превышает заболеваемость по городу. В 2006 году эти показатели составили на 1 тыс. населения: по области – 56,3, по городу – 50,3.


35

Причиной этого может служить то, что в области большую часть населения составляет взрослое население, у которого накапливаются и появляются эти болезни. Другой причиной является то, что медицинское обслуживание в области слабее, чем в городе.

Таблица 1. Общая и первичная заболеваемость инфекционными болезнями

Категория населения

Год Общая заболеваемость

Первичная заболеваемость

г. Владимир Область г. Владимир Область

Детей на 1 тыс. детского населения

2000 129,6 127,4 - - 2001 142,7 119,2 138,2 114,2 2002 124,2 112,6 121,2 108,2 2003 142,5 110,0 140,0 106,3 2004 151,6 111,3 148,4 106,7 2005 159,0 113,4 157,5 107,0 2006 156,2 116,2 152,2 109,9

Подростков на 1 тыс. подросткового населения

2000 59,7 72,5 - - 2001 61,3 55,6 59,5 49,5 2002 63,9 52,0 60,9 46,1 2003 69,0 53,0 59,2 46,3 2004 73,4 57,7 70,9 53,2 2005 68,3 49,5 66,2 44,4 2006 61,5 51,9 60,2 47,4

Взрослых на 1 тыс. взрослого населения

2000 42,2 52,3 - - 2001 39,5 51,6 32,1 31,8 2002 41,0 51,9 33,2 32,1 2003 42,6 51,4 33,6 32,5 2004 43,9 53,9 34,1 35,8 2005 34,7 47,4 26,6 31,4 2006 34,2 47,0 28,5 32,3

Всего на 1 тыс. населения

2000 57,7 65,4 - - 2001 56,1 62,3 49,5 45,5 2002 54,1 61,0 47,2 44,1 2003 57,7 59,8 49,5 43,6 2004 59,2 62,0 50,6 46,5 2005 51,8 56,3 44,8 42,2 2006 50,3 56,3 45,0 43,1


36

Рис. 1. Общая заболеваемость инфекционными болезнями

за 2000-2006 гг. /на 1 тыс. населения/

На рис. 2 показана динамика общей первичной заболеваемости инфекционными болезнями. Из этой диаграммы видно, что показатель заболеваемости по городу выше, чем показатель по области, что связано с большой плотностью населения, следовательно, и большей возможностью передачи заболевания от одного человека к другому, городские больницы оснащены более современным оборудованием, что повышает уровень диагностики.

Рис. 2. Первичная заболеваемость инфекционными болезнями

за 2000-2006 гг. /на 1 тыс. населения/

Инфекционные заболевания были основной причиной смерти на протяжении многих веков. Чудовищные по своей силе эпидемии чумы, холеры, оспы и даже гриппа опустошали целые города, унося десятки и сотни тысяч жизней и не давая людям практически никаких шансов на излечение.


37

В табл. 2 показана смертность населения Владимирской области от инфекционных и паразитарных болезней.

Таблица 2. Смертность населения Владимирской области от инфекционных и паразитарных болезней за 2000-2006 гг. /на 100 тыс. населения/

Года 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 Всего умерших от всех причин 1872,0 1919,6 2028,0 2077,7 2024,1 2032,1 1933,3

От инфекцион-ных и парази-тарных болезней

19,2 19,0 21,5 23,0 20,3 20,9 21,76

В XX веке ситуация изменилась в лучшую сторону: ученые усовершенствовали методики вакцинации и создали массу антибиоти-ческих препаратов которые лечили все – элементарное воспаление десен и тяжелые заражения крови, а санитарные службы многих стран провели масштабные профилактические мероприятия. Итогом этих усилий стала победа над страшными болезнями прошлого и появление ложного ощущения безопасности – казалось инфекционные заболевания побеждены раз и навсегда.

Это ложное чувство быстро исчезло: высокая скорость размножения болезнетворных организмов, их изменчивость, способность вызывать неожиданные изменения в организме (киста почки или слюнных желез – далеко не самое страшное) и умение вырабатывать резистентность к любым препаратам стало причиной появления новых, а также неизвестных ранее форм старых инфекционных заболеваний. Примером может быть ВИЧ, грипп, а также язва желудка, причиной которой, как оказалось, являются микроорганизмы.

Новые инфекции оказались столь опасными и трудноизлечимыми, что в прессе периодически стали появляться рассуждения о гибели человечества. Это разумеется огромное преувеличение, однако само их существование ясно дает понять, что инфекционные болезни не побеждены и скорее всего никогда не будут побеждены. Это, в свою очередь означает, что профессия врача инфекциониста, как и накопленные медициной знания об инфекционных заболеваниях останутся актуальными еще многие годы.



38

ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ ТУРИЗМА ВО ВЛАДИМИРСКОЙ ОБЛАСТИ Е.Л. Пронина, М.В. Каменева


Туризм и рекреация являются одними из важных элементов социально-экономического комплекса России, и в том числе Владимир-ской области.

В области имеются предпосылки для развития следующих видов туризма: культурно-познавательный (наиболее развит), религиозный, деловой, экологический, научный, фестивальный, оздоровительный, агротуризм.

Владимирская область относится к одному из древнейших центров формирования русской нации и русского государства. За длительную историю развития здесь было накоплено уникальное и богатейшее историко-культурное наследие: памятники археологии, архитектуры, истории, искусства, которые привлекают внимание как отечественных, так и иностранных туристов. Основная цель посещения нашего края – знакомство с памятниками архитектуры, с историей, посещение музеев.

Всего на территории области насчитывается 3439 историко-культурных объектов, состоящих на учёте и государственной охране. Из них:

– памятников археологии – 758; – памятников архитектуры и градостроительства – 2576; – памятников истории – 230; – памятников монументального искусства – 25. Из них:

– республиканского значения – 380 (в том числе находящиеся в Списке Всемирного культурного наследия ЮНЕСКО-10);

– местного значения – 2011; – вновь выявленные объекты, представляющие историко-культурную ценность – 1198. К числу исторических городов населенных мест и историко-

архитектурных комплексов отнесены: – городов – 13 (Владимир, Александров, Вязники, Гороховец, Гусь-Хрустальный, Ковров, Киржач, Меленки, Муром, Покров, Судогда, Суздаль, Юрьев-Польский);


39

– поселков – 3 (Боголюбово, Мстера, Ставрово). Среди многочисленных памятников архитектуры следует выделить

уникальные памятники древнего белокаменного зодчества, относящиеся к периоду домонгольской эпохи. Все они (10 – 3 во Владимире; 7 в Суздальском районе) занесены в Список Всемирного наследия ЮНЕСКО.

Особое место в историко-культурном потенциале области занимают культовые архитектурные сооружения: городские соборы, церкви, колокольни, часовни. Большинство из них сосредоточено в четырёх центрах – Суздале, Владимире, Юрьев-Польском, Александрове. Все эти города, а также Гусь-Хрустальный включены в известный туристический маршрут «Золотое кольцо России».

Большой интерес представляет жилая городская постройка 19 века, характеризующая социальный облик и повседневную жизнь русских провинциальных городов. К памятникам гражданской архитектуры относятся административные здания бывших губернских и уездных городов (присутственные места, городские думы, дворянские собрания, больницы и др.). Наибольшее их количество находится в Муромском округе, Гусь-Хрустальном, Суздальском районах.

Город Суздаль со своей многовековой историей известен далеко за пределами России. За сохранение и реставрацию, использование памятников истории и культуры г. Суздаль награждён призом ФИЖЕТ «Золотое яблоко». По праву его можно считать главным туристическим городом Владимирской области. Кроме культурно-познавательного туризма здесь успешно развиваются религиозный, деловой, фестивальный виды туризма. Далеко за пределами области известны такие ежегодные праздники в Суздале как Праздник Огурца, Праздник ремёсел на троицу, Гусиные бои, Яблочный спас, а также ставший традиционный Фестиваль Сказки.

Владимир – город с тысячелетней историей. Заложен он в конце X века киевским князем Владимиром Святославичем на высоком берегу р. Клязьмы, на границе Залесья и Ополья. В начале XII века город укреплен Владимиром Мономахом, а в середине XII в. Владимир становится столицей Владимиро-Суздальского княжества, всей Северо-Восточной Руси. Белокаменные памятники XII в. – Золотые ворота, кафедральный собор, княжеские и монастырские церкви, сохранились до наших дней и являются визитной карточкой Земли Владимирской. Младший брат


40

Андрея – Всеволод Большое Гнездо сохранил и умножил столичное великолепие города, создав детинец с Дмитриевским собором, Рождественский монастырь с белокаменным же храмом, Княгинин монастырь в северо-западном углу города, а главную святыню княжества – Успенский собор – сделав еще больше и краше. На рубеже XV и XVI вв. возобновляется строительство: это время оставило полный поэзии Успенский собор Княгинина монастыря. В конце XIX – начале XX вв. во Владимире строится целый ряд зданий, особенно украсивших город: Мальцевское ремесленное училище (1886), церковь Архангела Михаила (1893), здание банка (1900), Исторический музей (1901), Народный дом (1905), Реальное училище (1907), Городская дума (1907), старообрядческая Троицкая церковь (1916). Архитектурные памятники привлекают внимание как российских, так и иностранных туристов. Однако путеводителя по городу нет, туристическая инфраструктура города требует серьёзных доработок.

На территории Владимирской области находится город Муром, один из пяти русских городов старше 1100 лет. О нём неоднократно упоминается в летописях Древней Руси. В черте города расположены четыре монастыря, три из них действующих, девять церквей, в основном постройки 16-17 веков, часовни, усадьбы и другие исторические объекты. Здесь хранятся мощи многих святых, в том числе таких известных, как Илья Муромец, Пётр и Феврония. До 30-х годов 20 века к Муромским святым совершали паломничества сотни тысяч православных христиан. В течение десятилетий Муром в связи с наличием в городе строгорежимных предприятий был практически исключён из активной зоны туризма. В настоящее время ограничения сняты, что даёт возможность развития различных видов туризма, как в городе, так и в округе. У Мурома есть все предпосылки для развития паломнического туризма.

Неотъемлемой частью историко-культурного наследия области являются народные промыслы, исторически сложившихся во многих населённых пунктах. Наибольшую известность среди них получил пос. Мстёра Вязниковского района благодаря мастерам лаковой миниатюры, художественной вышивки и ювелирам. Они отражают особенности развития хозяйства края, своеобразие и самобытность его территории, а в качестве одной из отраслей экономики (сувенирная промышленность) способствует развитию сферы туризма.


41

На территории области сохранились памятники содаво-парковой архитектуры. Среди них наиболее известны – усадьба Воронцовых-Дашковых в селе Андреевское Петушинского района, Жереховская дача и парк в бывшем имении князей Оболенских в Собинском районе, усадьба графа Храповицкого в Судогодском районе. Использование усадебных комплексов в рекреационном хозяйстве затруднено, так как нужны большие инвестиции для их реконструкции.

В области действует широкая сеть учреждений культуры и искусства, которые располагают значительными возможностями по обеспечению культурного обслуживания и организации досуга населения. Среди них – 14 музеев, в т.ч. 2 музея федерального значения: (Владимиро-Суздальский музей-заповедник и музей-заповедник «Александровская слобода»), областная филармония, центр хоровой музыки, областные театр драмы и театр кукол, муниципальный театр в г. Александрове, центры народного творчества и изобразительного искусства, областной Дом работников искусств.

Владимирская область располагает природным потенциалом для развития разнообразных направлений рекреационной деятельности. Территория области расположена в средней полосе Европейской части России с умеренно-континентальным климатом, который характеризуется тёплым летом и умеренно-холодной зимой, с устойчивым снежным покровом. В условиях сравнительно небольшой по размерам территории климатические показатели изменяются незначительно, и в целом Владимирская область расположена в зоне комфортных для жизни и отдыха условиях, а погодные и климатические характеристики благоприятны для развития рекреационной деятельности в течение продолжительного периода. Однако до недавнего времени зимний период отличался заметным затишьем в сфере туризма. В этом году на территории области были открыты горнолыжный курорт «Пужалова гора» в городе Гороховец и в близи областного центра горнолыжный комплекс «Заячья гора», это несомненно привлечёт внимание любителей зимних видов отдыха.

По степени благоприятности для курортно-рекреационного использования область можно разделить на две зоны:

1) наиболее благоприятные зоны – долины рек Клязьмы и Оки и их притоков;


42

2) благоприятные зоны – восточная часть Окско-Цнинского вала (Камешковский, Ковровский, юг Вязниковского и Гороховецкого, Селивановский, Судогодский, Муромский, Меленковский районы). Все природные лечебные факторы здесь имеют высокий потенциал.

В последнее время большое внимание уделяется развитию экологического туризма. В настоящее время на территории области действует разветвлённая сеть ООПТ, в которую входят 210 объекта: 1 национальный парк, 38 государственных заказника (из них 2 объекта федерального уровня), 165 памятника природы, 1 дендрологический парк, 4 округа горно-санитарной охраны месторождений минеральных вод и лечебных грязей, 1 историко-ландшафтный комплекс. Суммарная площадь ООПТ составляет 379101,8 га (13,07 % площади региона). Среди административных районов области наиболее высоким удельным весом ООПТ отличаются Гусь – Хрустальный, Гороховецкий, Петушинский, Вязниковский районы. ООПТ способствуют развитию в области научного туризма, особое место здесь занимает национальный парк «Мещёра».

В связи с экономическими проблемами сельских жителей, много говорится о развитии агротуризма. Этот вид туризма предполагает знакомство с жизнью маленьких посёлков, деревень, пешие прогулки и экскурсии по природным объектам, изучение флоры и фауны региона, знакомство с традициями национальной кухни и т.д. Развитие агротуризма в области способно привлечь не только туристов из соседних областей, но и иностранных туристов, желающих познакомится с самобытностью российских глубинок. Это будет способствовать развитию экономики села. Предпосылки для развития этого вида туризма в области имеются, однако, нужны большие инвестиции. А главным препятствием к развитию агротуризма служит очень низкий уровень жизни сельского населения.

Таким образом, развитие туризма во Владимирской области на основе природных, религиозных достопримечательностей может послужить крупным источником доходов; будет служить расширению сотрудничества области и других областей в развитии туризма; позволит привлечь инвестиции малого и среднего бизнеса в туристическую индустрию; будет способствовать росту доходов населения и увеличению рабочих мест; сохранению и рациональному использованию культурного и природного наследия.


43

При наличии рекреационных ресурсов в области существует ряд проблем тормозящих развитие данной отрасли. Прежде всего, регион отличается неразвитостью туристской инфраструктуры (к сожалению, это проблема многих регионов Центральной России). Гостиничное хозяйство характеризуется низким качеством гостиниц и уровнем предоставляемых услуг, недостаточной оснащенностью для обслуживания иностранных туристов. В первую очередь необходимо провести качественную реорганизацию зданий и инфраструктуры уже имеющихся гостиничных комплексов и создание новых. Следует отметить низкое качество транспортного обслуживания туристов, плохое состояние дорог. Слабая информационная поддержка отрасли, отсутствие справочных туристичес-ких путеводителей также затрудняет развитие туризма в регионе.

В настоящее время разработана и принята программа развития туризма в регионе на 2005-2009 годы, цель программы формирование регионального специализированного конкурентоспособного турпродукта «Малое Золотое кольцо» через совершенствование используемых и формирование новых объектов экскурсионного показа, размещения, питания, сервисного обслуживания, увеличения рынка туристских услуг.

Общий объём финансирования программы составит 100 088 тыс. рублей, из них 7 244 тыс. рублей – средства областного бюджета, 9 872 тыс. рублей – средства местных бюджетов, 82 972 тыс. рублей – внебюджетные средства.

По окончании реализации программы ожидается увеличение туристского потока на 50%, увеличение туристских услуг на 50 %, ускорение темпов социально-экономического развития области, рост занятости населения и увеличение количества рабочих мест на 45%.

II. Экологический мониторинг

44

II. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ

ЭКОТОКСИКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СНЕЖНОГО ПОКРОВА

ТЕХНОГЕННЫХ ЛАНДШАФТОВ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ И.С. Глазкова, С.М. Чеснокова


В силу особенностей промышленного производства (машиностро-ение, приборостроение, металлообработка, цветная металлургия и т. п.) во Владимирской области ежегодно образуется значительное количество промышленных отходов, содержащих тяжелые металлы. Однако, по состоянию на 01.01.2007 г. в области имеется лишь три полигона захоронения промышленных отходов [1], поэтому за последние годы происходит увеличение накопления опасных, содержащих тяжелые металлы, отходов на территориях промышленных предприятий и несанкционированных свалках [2], что приводит к загрязнению этими отходами почв и грунтов, из которых тяжелые металлы активно мигрируют в сопредельные среды.

Целью нашей работы явилось изучение миграции тяжелых металлов из почв, загрязненных гальваношламом, в снежный покров и оценка токсичности талой воды для гидробионтов и высших растений.

Для проведения исследования на территории, не используемой в хозяйственной деятельности и не испытывающей влияния промышленных предприятий и автотранспорта, были заложены три участка прямоугольной формы площадью 25,0 м2 каждый. Расстояние между участками состав-ляло 6-9 м, уклон участков составлял 1-2°.

Почва участков дерново-подзолистая, супесчаная, слабогумусиро-ванная, близкая к нейтральной. Гальваношлам вносили в почву участков №2 и №3 в дозах 1,0 и 2,0 кг/м2 соответственно. В почву участка №1 гальваношлам не вносился.

В почвах определяли валовое содержание тяжелых металлов рентгенофлуоресцентным методом, а в снеге – атомно-абсорбционным методом. Кислотность почв и снега оценивали с использованием иономера «Эксперт 001». Токсичность снега (талой воды) оценивали по выживаемости Daphnia magna Straus и ингибированию прорастания семян культурных растений, энергии их прорастания и скорости роста побегов.


45

Уровень миграции тяжелых металлов из загрязненных почв в снежный покров оценивали по разности их содержания в снежном покрове незагрязненного и загрязненных участков.

Результаты определения кислотности почв и снежного покрова исследуемых участков представлены в табл. 1.

Таблица 1. Кислотность исследуемых объектов

Участок Кислотность (рН) почва снег

1 6,81 5,60 2 6,45 5,30 3 5,72 4,70

Как видно из табл. 1, тяжелые металлы в почве и снеге в результате

реакции гидролиза приводят к возрастанию кислотности (снижению рН), и ее степень закисления пропорциональна содержанию тяжелых металлов в почве.

Результаты определения тяжелых металлов в почвах контрольного и загрязненного участков и суммарный показатель загрязнения почв тяжелыми металлами (Zсум) представлены в табл. 2, а в снежном покрове – в табл. 3.

Таблица 2. Содержание тяжелых металлов в почве участков (весна 2007)

Металл Концентрация, мг/кг 1 2 3

Ni 11,57 43,79 72,05 Zn 27,47 411,44 632,73 Fe 216,01 168,71 293,40 Cu 19,19 75,08 138,79 Cd 0,57 11,30 20,00 Zсум 8,38 69,60 122,00

Количественная оценка миграции некоторых тяжелых металлов из

почвы в снег показаны в табл. 4. Из табл. 3 следует, что уровень загрязнения снежного покрова

тяжелыми металлами на исследованных участках превышает гигиени-


46

ческие нормативы для водоемов рыбохозяйственного назначения по всем металлам, хотя доля перехода их из почв в снежный покров не превышает 1%.

Таблица 3. Уровень загрязнения снега тяжелыми металлами

№ участка Концентрация, мг/кг

Cd Cu Zn Pb Co Cr Fe 1 0,01 0,34 2,06 0,12 0,08 0,8 0,08 2 0,03 0,36 2,16 0,1 0,1 1,0 0,16 3 0,08 0,48 4,22 0,11 0,04 1,0 0,21

ПДК в водоемах р.х. назн.,мг/л

0,005 0,001 0,01 0,1 0,01 0,07 0,1

Таблица 4.

Доля перехода тяжелых металлов из загрязненной почвы в снежный покров

№ участка Миграция, %

Cd Cu Fe Zn

2 0,26 0,48 0,098 0,52 3 0,4 0,35 0,07 0,67

Таким образом, талые воды с этих участков представляют большую

опасность для биоценозов пресноводных экосистем. Об этом свидетель-ствуют также результаты биотестирования снеговой воды с исследованных участков (рис. 1). Наиболее токсичной оказалась снеговая вода с 3-го участка (концентрация гальваношлама 2 кг/м2).

Время гибели 50-ти процентов подопытных дафний при 96 часовой экспозиции (ТЛ 50) для участка №3 составляет 61 час, а для участка №2 – 67 часов, что свидетельствует об острой токсичности этих проб для дафний [3].

Для оценки фитотоксичности снега использовали семена кресс-салата, вики посевной и овса. В качестве тест-параметров использовали ингибирование прорастание семян, длину проростков, скорость и энергию прорастания. В качестве контроля использовали культивационную воду (отстоянная водопроводная вода).


47

Рис. 1. ТЛ50 дафний в снеговой воде (1–контроль (культивационная вода), 2–

участок 1, 3–участок 2, 4–участок 3) Как показали наши опыты, наиболее чувствительным тест-

параметром является длина проростков, в остальных случаях наблюдается слабое стимулирование. Стимулирующий эффект можно объяснить тем, что многие тяжелые металлы, содержащиеся в снеге, являются микроэлементами для растений. Кроме того, сама талая вода оказывает стимулирующий эффект на растения.

Таким образом, нами установлено: – происходит миграция тяжелых металлов из почв техногенных ландшафтов в снежный покров;

– концентрация тяжелых металлов в талой воде с указанных ландшафтах во много раз превосходит гигиенические нормативы (ПДК) для водоемов рыбохозяйственного назначения;

– талая вода, поступающая в водоемы с техногенных ландшафтов, загрязненных тяжелыми металлами, токсична для гидробионтов и представляет значительную угрозу для экосистем пресноводных водоемов;


48

– природоохранным органам региона и города необходимо усилить контроль за размещением промышленных отходов, содержащих тяжелые металлы и другие, опасные для живых организмов вещества.

Библиографический список 1. О состоянии окружающей природной среды и здоровья населения Владимирской области в 2006 году. Ежегодный доклад под редакцией С.А. Алексеева. Владимир, 2007. – 158 с.

2. С.А. Алексеев. Современные подходы к решению экологических проблем, возникающих при обращении с отходами, на примере Владимирской области. Экология речных бассейнов. Труды 4ой Менждунар. науч.-практ. конф. Под общ. ред. проф. Т.А. Трифоно-вой. ВлГУ. Владимир, 2007. – С. 156-160.

3. Н.С. Жмур. Государственный и производственный контроль токсич-ности вод методами биотестирования в России. М.: Международный Дом Сотрудничества. 1997. – 117 с.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ – проект № 08-05-99011-р_офи. ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ Р. РПЕНЬ К АНТРОПОГЕННОМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ

ПО КИСЛОТНО-ЩЕЛОЧНОМУ РЕЖИМУ Е.В. Миронова, С.М. Чеснокова


Малые реки испытывают наибольшую антропогенную нагрузку, так как они являются основными приемниками загрязнений, поступающих со сточными водами промышленных и сельскохозяйственных предприятий, коммунального хозяйства (сосредоточенные источники), а также с талыми водами и ливневыми стоками с городских территорий, промплощадок, полигонов хранения твердых отходов, с поверхностным стоком с сельхозугодий в весенний и летне-осенний период (диффузные источники).

Поскольку сток малых рек формируется в тесной связи с ландшафтом бассейна, они отличаются высоким уровнем уязвимости, что вызывает необходимость регулярного контроля их устойчивости к антропогенным факторам по изменению интегральных гидрохимических и


49

гидробиологических показателей [1] и способности к самоочищению и закислению [2].

Во Владимирской области проблема сохранения малых рек стоит особенно остро, так как в области насчитывается 58 бассейнов рек, 746 малых рек и ручьев, в том числе 211 – протяженностью более 10 км , а уро-вень их загрязнения в течение многих лет остается стабильно высоким [3].

Нами проведена оценка уровня загрязнения р. Рпень по интеграль-ным гидрохимическим показателям и ее устойчивости к закислению.

Рпень – приток р. Клязьма, ее длина составляет 45,8 км, площадь водосбора – 264 км2. В силу географического расположения – в районе интенсивного сельскохозяйственного производства и промышленного центра (г. Владимир) спектр загрязняющих веществ в водах реки достаточно широк и качество воды в контролируемых створах по индексу загрязненности вод (ИЗВ) соответствует 4-7 классам [3] (табл. 1).

Таблица 1. Динамика качества воды р. Рпень по ИЗВ за период 2004-2006 гг.

Название гидрохимического поста

Класс качества воды 2004 г. 2005 г. 2006 г.

Исток, д. Тарбаево 5 5 6 Выше устья р. Содышка 6 4 4 Устье реки 7 7 7

Как следует из табл. 1, значительный вклад в загрязнении р. Рпень вносят как сельскохозяйственное производство, так и промышленные предприятия города и стоки с территорий города, что вызвало накопление в донных отложениях больших количеств токсичных тяжелых металлов, органических веществ и подвижного фосфора.

Наиболее высокий уровень загрязнения донных отложений подвижным фосфором и органическими веществами обнаружен в устье реки и у истока. Наибольшие количества тяжелых металлов содержатся в донных отложениях устьевого створа. В аномально высоких концентрациях встречаются: Zn (до 800 мг/кг), Cr (560 мг/кг), Cu (до 470 мг/кг), Sr (до 130 мг/кг), Ni (примерно 100 мг/кг).

Нами исследован кислотно-щелочной режим реки и оценены ее кислотно-нейтрализующая способность и уровень загрязнения воды легкоокисляющимися органическими веществами по величине перман-ганатной окисляемости, а также содержание растворенного кислорода.


50

Отбор проб воды для анализа проводили во второй декаде мая 2008 года в четырех створах реки от истока до устья.

Значения перманганатной окисляемости и содержание растворенного кислорода представлены в табл. 2.

Таблица 2. Перманганатная окисляемость и содержание растворенного кислорода

Места отбора проб Перманганатная

окисляемость, мг О2/л

Содержание растворенного

кислорода, мг/л Исток, д. Тарбаево 4,39 5,21 У объездной автодороги 5,50 4,49 У завода «Автоприбор» 5,79 4,34 Устье реки 5,61 4,21

Как видно из таблицы, перманганатная окисляемость воды возрастает от истока к устью, а содержание растворенного кислорода уменьшается в этом же направлении. Это свидетельствует о достаточно большом вкладе в загрязнение реки органическими веществами стоков, поступающих с городской территории.

Закисление водоема – одно из наиболее опасных последствий антропогенного воздействия на окружающую среду, так как оно приводит не только к нарушению нормального функционирования гидробионтов, но может также способствовать усилению токсического воздействия загрязняющих веществ или явиться причиной их перехода из донных отложений и взвесей в водную среду [4].

Устойчивость водных экосистем к антропогенному закислению зависит от ряда факторов, взаимосвязанных друг с другом. Наиболее важными из них являются состав природной воды, водная биота и донные отложения.

Многие вещества, входящие в состав природной воды, вследствие различных химических реакций способны связывать ионы водорода. Водная биота, например фитопланктон или высшая водная растительность, в процессе фотосинтеза и других биохимических процессов способна повышать значение рН водной среды и тем самым препятствовать антропогенному закислению, так как в водной среде в процессе фотосинтеза участвуют главным образом гидрокарбонат-ионы [5, 6].


51

6HCO−

3 + 6H 2 O → C 6 H 12 O 6 + 6O 2 + 6OH − Донные отложения в результате химических и геохимических процессов, протекающих как на границе раздела фаз (вода – донные отложения), так и в верхних слоях донных отложений, могут способствовать связыванию ионов водорода [1]. Устойчивость пресноводных экосистем к закислению зависит также от региональной и сезонной изменчивости факторов, формирующих данный показатель.

Цель нашей работы состояла в оценке устойчивости малой реки к антропогенному закислению, основанной на способности природной воды связывать свободные ионы водорода. Данное свойство природной воды обусловлено содержанием в ней анионов слабых неорганических (гидрокарбонаты, карбонаты, фосфаты, сульфиты, силикаты и.т.п.) и органических (карбоновых и оксикарбоновых) кислот, а также гуминовых и фульвокислот, полифенолов в ионизированном виде или в виде солей щелочных и щелочноземельных металлов, способных связывать ионы водорода.

Закисление пресных вод – это потеря ими способности к нейтрализации свободных ионов водорода (буферности). Для оценки устойчивости к закислению используют величину кислотно-нейтрализу-ющей способности (КНС) воды, которая определяется в ммолях ионов Н + в литре, необходимых для достижения рН = 5,6.

Кислотно-нейтрализующая способность дистиллированной воды, находящаяся в равновесии с газообразным СО2 равна 0, так как рН её составляет 5,6. В природных водах, содержащих вышеперечисленные компоненты, она больше 0. Невысокая устойчивость к закислению (буферность) соответствует КНС ≤ 50 ммоль/л, высокая более 200 ммоль/л.

Как видно из табл. 3, во всех створах реки вода отличается низкой устойчивостью к закислению.

Таблица 3. Параметра кислотно-щелочного режима р. Рпень

Места отбора проб КНС, ммоль/л

Жкар, ммоль/л

Жобщ, ммоль/л

рН

Исток, д. Тарбаево 8,71 1,93 3,21 6,71 У объздной автодороги 8,66 1,73 2,96 6,41 У завода «Автоприбор» 8,27 1,65 2,64 5,57 Устье реки 8,24 1,62 2.58 5,53


52

Из табл. 3 также следует, что наибольший вклад в кислотно-нейтрализующую способность реки Рпень вносят анионы слабых органических, гуминовых и фульвокислот, так как значения карбонатной жесткости во всех створах не превышает 2 ммоль/л. Вода во всех створах характеризуется также невысокой общей жесткостью, что способствует усилению токсичности содержащихся в ней тяжелых металлов.

Выводы: – таким образом, вода в реке Рпень во всех участках характеризуется крайне низкой устойчивостью к закислению;

– ввиду высокого уровня загрязнения воды в р. Рпень взвещенными частицами, а донных отложений тяжелыми металлами, подвижным фосфором и органическим веществом, попадание в реку даже небольших объемов кислых стоков приведет к ее закислению, гибели большей части биоты и попаданию значительных количеств указанных веществ в экосистему р. Клязьма;

– учитывая крайне низкую устойчивость р. Рпень к закислению, природоохранным контролирующим органам необходимо ежеквартально или ежемесячно определять кислотно-нейтрализующую способность воды малых рек, испытывающих значительные антропогенные нагрузки;

– в региональную систему экологического мониторинга малых рек включить оценку уровня загрязнения донных отложений тяжелыми металлами, пестицидами и биогенными элементами;

– в целях повышения устойчивости реки к антропогенному закислению необходимо очистить русло реки от донных отложений и засыпать слоем щебня.

Библиографический список 1. Никаноров А.М. Научные основы мониторинга качества вод – СПб, Гидрометеоиздат, 2005. – 409 с.

2. Ю.М. Вавилов, С.М. Чеснокова, Т.А. Трифонова Усовершенствова-ние системы экологического мониторинга малых рек. Экология речных бассейнов/ Труды 4-ой Международной науч.-практ. конф./ Под общ. ред. проф. Трифоновой Т.А., ВлГУ, Владимир, 2007. – С. 403-411.


53

3. О состоянии окружающей природной среды и здоровья населения Владимирской области в 2006 году. Ежегодный доклад под ред. С.А. Алексеева. Владимир, 2007. – 158 с.

4. Ю.А. Израэль, И.М. Назаров, Л. М. Филиппова и др. Кислотные дожди. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. – 206 с.

5. А.М. Никаноров, И.А. Лапин, В.Ф. Геков и др. Расчет буферной емкости пресноводных экосистем к тяжелым металлам. В сб.: Экологическое нормирование и моделирование антропогенных воздействий на водные экосистемы. Вып. 1. – СПб., 1988. – С. 70-78.

6. Андруз Дж. Введение в химию окружающей среды: пер. с англ./Дж. Андруз и др. М.: Мир, 1999. – 271 с.


ОЦЕНКА САМОВОССТАНАВЛИВАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ РЕКИ РПЕНЬ Т.А. Буслаева, С.М. Чеснокова


Современная экологическая ситуация характеризуется тем, что изменение в окружающей природной среде опережают темпы развития методов контроля и прогнозирования изменения ее состояния. Это обстоятельство вызывает необходимость экологического нормирования состояния и антропогенных воздействий на природные системы. Экологическое нормирование должно базироваться на оценке состояния и устойчивости экосистем к различным видам антропогенного воздействия. С этой целью необходима разработка системы интегральных параметров для слежения за реакциями экосистем на антропогенные воздействия и разработка принципов определения пороговых и критических величин параметров состояния экосистем и на этой основе разработка методик определения допустимых антропогенных нагрузок на природные территориальные комплексы.

Экологическое нормирование основано на оценке внутренних свойств и возможностей экосистем сохранять свое состояние или утрачивать его при внешнем воздействии на них (Дмитриев В.В., 1999).

Ряд авторов (Воробейчик, Садыков, Фарафонтов, 1994) видят задачу экологического нормирования в установлении таких величин техногенных


54

нагрузок, которые не вызывают в течение неопределенно длительного периода отклонений в нормальном функционировании экосистем, расположенных в зонах действия антропогенных источников.

Нами в качестве параметра для оценки допустимой антропогенной нагрузки на водные объекты предлагается использовать интегральный коэффициент самоочищения.

Самоочищение водоемов – это совокупность взаимосвязанных гидродинамических, физико-химических, микробиологических и гидро-биологических процессов, ведущих к восстановлению первоначального состояния водного объекта.

В основе предлагаемого метода лежит учет приоритетных загрязняющих веществ, поступающих в данный водоем. Самоочищающая способность оценивается по изменению полного биохимического потребления кислорода пробы воды после введения каждого из учитываемых загрязняющих веществ по формуле:

∑=

⋅=n

iiсаминтсам К

nК

1..

1

,

где интсамК . – интегральный коэффициент самоочищения водоема или водотока; n – количество учитываемых загрязняющих веществ, 2≥n , чем больше n, тем достовернее результаты оценки интегрального

коэффициента самоочищения; iсамК . – коэффициента самоочищения по i-му загрязняющему веществу,

Т

квзiсам БПК

БПКБПКК −= ...

, где БПКз.в. – полное (БПК20) биохимическое потребление кислорода при введении загрязняющего вещества; БПКк – полное биохимическое потребление кислорода пробы без введения загрязнителя; БПКТ – теоретическое значение биохимического потребления кислорода, необходимого для полного окисления загрязняющего вещества. Методика использована нами для оценки самовосстанавливающей

способности реки Рпень. Река Рпень – одна из малых рек Владимирской области. Ее длина составляет 45,8 км. Площадь водосбора – 264 км2. река подвергается как воздействию интенсивного сельскохозяйственного


55

производства у истоков, так и влиянию предприятий приборостроения и машиностроения и автотранспорта.

Результаты оценки самоочищающей способности р. Рпень по двум загрязняющим веществам представлены в табл. 1.

Таблица 1. Значение интегральных коэффициентов самоочищения

в створах р. Рпень Створы Дата отбора интсамК .

До устья р. Содышка 23.03.08 0,463 У объездной дороги 6.04.08 0,479 У завода «Автоприбор» 6.04.08 0,478 Устье р. Рпень 23.03.08 0,485

Выявлена зависимость интегрального коэффициента самоочищения

от перманганатной окисляемости. Она выражается уравнением:

nинтсам БПК

ПОК ⋅+= 1859,02944,0.

, где ПО – перманганатная окисляемость воды, мл О2/л; БПКп – полное биохимическое потребление кислорода, мл О2/л.


ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ РЕГИОНАЛЬНОГО МОНИТОРИНГА ПОЧВ НА ПРИМЕРЕ ВЛАДИМИРСКОЙ ОБЛАСТИ

С.С. Марушкин, С.М. Чеснокова Владимирский государственный университет, г. Владимир

Почвенный покров Владимирской области представлен подзолис-тыми (434 тыс.га) и серыми лесными (212 тыс.га) различной степени окультуренности [1, 2]. Они характеризуются низким уровнем естествен-ного плодородия, повышенной кислотностью и невысокой насыщенностью основаниями (табл. 1) [2], поэтому обладают высокой уязвимостью к действию антропогенных факторов.

Исходя из этого почвенный покров региона в сложившихся условиях недостаточного финансирования агропромышленного комплекса может


56

быстро деградировать и потерять свое плодородие и экологические функции.

Таблица 1. Характеристика почвенного покрова

Почвы Гумус,

% pHKCl

Hгидр.

мг/экв. на 100г

S мг/экв. на 100г

P2O5

мг/кг K2O мг/кг

Дерново-слабоподзолистая легкосуглинистая

1,5 5,4 1,6 10,9 130 115

Дерново-среднеподзолистая супесчаная

1,3 5,7 1,0 4,8 110 100

Дерново-сильноподзолистая супесчаная

1,3 5,8 0,8 4,4 125 100

Серая лесная тяжелосуглинистая

2,4 5,8 3,8 15,2 160 130

Все это вызывает необходимость совершенствования системы

регионального экологического мониторинга почв в целях предупреждения их деградации и сохранения ресурсного потенциала региона.

В настоящее время условно выделяют три основных вида деградации почв: химическую, физическую и биологическую. Химическая деградация вызывает ухудшение химических свойств почвы, которое выражается в подкислении, засолении, загрязнении тяжелыми металлами, пестицидами, уменьшении запасов гумуса и питательных веществ почвы.

Под физической деградацией понимают ухудшение теплового и водно-воздушного режима почвы, нарушение почвенного профиля.

Биологическая деградация выражается в изменении численности и соотношении различных видов почвенной биоты, а также в загрязнении почвы патогенными микроорганизмами, изменении ферментативной активности почв.

Исходя из этого в систему экологического мониторинга почв необходимо включить параметры, характеризующие устойчивость почв к химической и биологической деградации.


57

Для почв Владимирского региона такими интегральными параметрами могут быть буферность почв к кислотным агентам, тяжелым металлам и содержание гумуса [3].

Гумус – важнейший фактор, определяющий буферность почв к кислотным агентам и тяжелым металлам, поэтому изучение динамики содержания гумуса в почвах имеет важнейшее значение в прогнозе изменения почв под действием антропогенных факторов.

Для оценки устойчивости почв к биологической деградации можно использовать такой показатель как видовое биоразнообразие. Этот показатель учитывает два компонента – видовое разнообразие (количество видов, наблюдаемых в естественных условиях обитания на определенной площади или объеме) и количественное распределение по видам. Количественно видовое разнообразие характеризуют с помощью индексов. Наиболее часто используют индекс Симпсона. При вычислении индекса используют численность организмов i-го вида ni, найденных наблюдателем на площадке биоиндикации, и общую численность всех видов N на площадке биоиндикации.

Интегральным показателем качества почв, их загрязнения токсичными веществами, закисления и физической деградации является фитотоксичность – способность ингибировать прорастание семян различных растений и рост проростков.

В настоящее время для оценки степени деградации почв, определения допустимой антропогенной нагрузки на экосистемы рядом ученых используется интегральный показатель эколого-биологического состояния почвы (ИПЭБСП), который определяется на основе наиболее информативных показателей биологической активности [4, 5]. Использова-ние этого показателя позволяет нормировать антропогенную нагрузку на почвы не по превышению ПДК загрязняющих веществ в почве, а по степени нарушения ее экологических функций, что особенно важно для оценки почв селитебных зон.

Библиографический список 1. Кирюшин В.И. и др. Проблемы химизации в адаптивно-ландшафтном земледелии Владимирского ополья. М.: 2000. – 185 с.


58

2. Ненайденко Г.Н., Мазиров М.А. Плодородие и эффективное применение удобрений в агроценозах Верхневолжья. Владимир, 2002. – 290 с.

3. Чеснокова С.М., Алхутова Е.Ю. Оценка кислотно-основных свойств и буферности почв г. Владимира. Экология речных бассейнов. Труды третьей международной науч.-практ. конф./ Под. общ. ряд. Проф. Т.А. Трифоновой. ВлГУ, Владимир. 2005. – С. 181-186.

4. Казеев К.Ш., Колесников С.И., Вальков В.Ф. Биологическая диагностика и индикация почв: методология и методы исследований. Ростов-на-Дону. Изд-во Ростовского университета. 2003. – 204с.

5. Колесников С.И., Казеев К.Ш., Вальков В.Ф. Влияние загрязнения тяжелыми металлами и на эколого-биологические свойства чернозема обыкновенного. Экология, №1, 2000. – С. 193-201.


ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ Р. КАМЕНКА К ВОЗДЕЙСТВИЮ АНТРОПОГЕННЫХ ФАКТОРОВ

О.В. Савельев, С.М. Чеснокова Владимирский государственный университет, г. Владимир

Малые реки, будучи своеобразным компонентом географической среды, выполняют функции регулятора водного режима определенных ландшафтов, поскольку в значительной степени поддерживают равновесие и осуществляют перераспределение влаги. Малые реки также определяют гидрологическую и гидрохимическую специфику средних и крупных рек.

Формирование химического состава речной воды начинается с момента выпадения жидких атмосферных осадков или интенсивного поступления талых вод на поверхность водосбора. Далее в процессе стекания воды по поверхности склонов или почвенно-грунтовой толще речного бассейна и соприкосновения с различными почвами и грунтами в течение определенного времени, она в разной мере обогащается растворимыми солями и органическими веществами. Климат, рельеф, гидрологический режим, гидрологические условия и др. являются косвенными факторами, определяющими условия, в которых проходит это формирование. Однако в последние десятилетия ХХ века и в начале ХХI


59

века главным в формировании химического состава поверхностных вод стал антропогенный фактор: сточные воды промышленных и сельско-хозяйственных предприятий, стоки с территорий населенных пунктов и автодорог, свалок твердых бытовых отходов и т.п.

Наибольшую антропогенную и техногенную нагрузку испытывают малые реки России за счет сброса неочищенных сточных вод – промышленных, коммунально-бытовых, коллекторно-дренажных. В тоже время малые реки характеризуются наибольшей уязвимостью и малой устойчивостью к химическому загрязнению.

Цель нашей работы – оценка степени деградации реки Каменка по таким интегральным показателем как кислотно-нейтрализующая способность, кислородный режим, видовой состав зообентоса и по устойчивости экосистемы к антропогенным воздействиям.

Река Каменка является правым притоком реки Нерль, протекает по территории Суздальского района Владимирской области. Свое начало река 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 «Стародворский», СПК «Гавриловское», СПК «Тарбаево» и ВНИИСХа и коммунально-бытовыми стоками г. Суздаля. Такие загрязняющие вещества, как правило, вызывают эвтрофикацию водоемов, заиливание дна, смену видового состава гидробионтов и деградацию водотока [1, 2, 3]. К усугублению этих процессов способствовало нарушение гидрологичес-кого 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. В настоящее время происходит интенсивное заболачивание берегов реки, подъем уровня грунтовых вод, угрожающие сохранности памятников архитектуры г. Суздаля.

По Дмитриеву В.В. [4, 5, 6, 7] устойчивость экосистемы к воздейст-вию – это способность экосистемы сохранять квазипостоянными свои свойства и параметры режимов в условиях действующих внутренних и внешних возмущений. Утрата экосистемой способности сохранять квазипостоянными свои свойства и параметры режимов в условиях


60

действующих внутренних и внешних возмущений – уязвимость экосистемы. То есть под уязвимостью водной экосистемы понимается утрата устойчивости к определенному типу воздействия. Уязвимая водная экосистема, при антропогенном или техногенном воздействии на нее, может деградировать и потерять присущие ей уникальные природные свойства. Слабо уязвимая экосистема может достаточно долго противос-тоять внешнему воздействию, проявляющемуся в изменении параметров режимов водного объекта и тем самым быть устойчивой к внешним воздействиям и нагрузкам. При этом высокая устойчивость экосистемы не всегда связана с ее экологическим благополучием. Установлено [4, 5], что повышенной уязвимостью к эвтрофированию обладают небольшие по величине и (или) низкопродуктивные экосистемы водоемов; повышенной уязвимостью к эвтрофированию обладают небольшие по величине и (или) сравнительно чистые экосистемы. И наоборот, повышенной устойчи-востью к эвтрофированию обладают крупные и (или) высокопродуктивные экосистемы водоемов, находящиеся в оптимальных условиях формирова-ния водности; повышенной устойчивостью к загрязнению обладают крупные и (или) высокозагрязненные экосистемы, находящиеся в оптимальных условиях формирования качества воды.

Таким образом, устойчивыми к загрязнению могут оказаться грязные экосистемы, а устойчивыми к эвтрофированию – эвтрофные и гиперэвтрофные экосистемы. Однако такие экосистемы не всегда являются экологически благополучными [4]. Предполагают [3, 7], что абиотические и биотические составляющие экосистемы по механизму устойчивости различаются между собой. Устойчивость первых достигается физико-механическими и химическими процессами переноса, разбавления, сорбции, миграции веществ. Устойчивость биоценоза обусловлена адаптацией живых организмов к воздействию внешних факторов.

В табл. 1 приведены гидрохимические параметры, по которым проводится оценка устойчивости водных объектов к изменению качества воды.

Результаты определения некоторых гидрохимических показателей качества воды р. Каменка представлены в табл. 2.

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:


61

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).

Таблица 1. Пример исходной классификации для оценки устойчивости

водных объектов к изменению качества воды [3]

Параметры

Классы устойчивости I

max II

выше средней

III средняя

IV ниже средней

V min

Растворенный О2, % насыщения

0-30 30-60 60-80 80-95 95-100

БПК5, мг О2/л 5,0-4,0 3,9-3,0 2,9-2,0 1,9-1,1 1,0-0,5 ХПК, мг О2/л 5,5-4 4-3 3-2 2-1 1-0 Аммонийный азот, мг/л 2,0-1,1 1,-0,4 0,3-0,2 0,1-0,05 0,05-0 Степень закисления, рН 4,0-4,5 4,5-5,5 5,5-6,0 6,0-6,5 6,5-7,5

Отбор проб воды проводили в соответствии с ГОСТ 17.1.5.5.04 – 81.

и 17.1.05. – 85 [8, 9]. Полученные результаты использованы нами для оценки

устойчивости реки к изменению качества воды (по табл. 1) и степени ее загрязненности (по табл. 3).


62

Таблица 2.

Показатели качества воды р. Каменка

№ створа

Раств. О2 , % насы-щения

Раств. О2 , мг/л

Кислот- ность, рН

Общая жесткость, мгэкв/л

Кислотно- нейтрализующая способность, мгэкв/л

1 76,50 9,04 7,2 3,85 8,3 2 75,83 8,96 7,05 4,9 11,45 3 76,86 7,43 7,1 4,05 8,5 4 82,41 8,15 7,2 4,325 9,025 5 87,07 9 7,2 4,925 11,15 6 80,39 8,31 7,3 4,825 10,45 7 73,82 8,31 6,8 4,85 10,875 8 73,27 7,41 6,7 4,85 4,275 9 62,20 5,65 7,1 4,925 4,275 10 73,87 6,71 6,9 4,875 4,2 11 86,41 7,75 7,3 5,025 10,075 12 68,91 6,18 7,4 4,925 10,475 13 73,77 6,71 7,45 5,05 4,425 14 58,60 5,33 7,05 5,05 4,45

Таблица 3.

Классификация загрязненности водных объектов по химическим параметрам

(по Былинкиной, Драчёву, Ильцковой; по Дмитриеву В.В. [3])

Класс качества Очень чис-тые

Чис-тые

Умеренно загряз-ненные

Загряз-ненные

Гряз-ные

Очень грязные

Параметры I II III IV V VI Растворенный О2, % насыщения

95 80 70 60 30 0

Абсолютное содержание О2, мг/л

лето 9 8 7-6 5-4 3-2 0

зима 14-13 12-11 10-9 5-4 4-1 0

БПК5, мгО2/л 0,5-1,0 1,1-1,9 2,0-2,9 3,0-3,9 4,0-10 >10 ХПК, мгО2/л 1 2 3 4 5-15 >15 Аммонийный азот, мг/л

<0,05 0,1 0,2-0,3 0,4-1,0 1,1-3,0 >3,0


63

Для оценки класса качества воды, устойчивости и уязвимости биотического компонента экосистемы реки, а также трофности водоема нами проводилась биоиндикация по методике Николаева С.Г. по макрозообентосу [10].

Определения уровня загрязнения вод по методу Николаева С.Г. производится с помощью школы (табл. 4), 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 4. 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 риако-фил и нейреклепсисов. Личинки стрекоз красотки и плосконожки. Личинки мошек. Водяной клоп. Крупные двустворчатые моллюски. Моллюски-затворки.

14,2 3-й, удовлетво- рительно чистые

Личинки стрекоз при отсутствии красотки и плосконожки. Личинки вислокрылок. Водяной ослик. Плоские пиявки. Мелкие двуствор-чатые 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


64

В табл. 4 кроме списка таксонов, соответствующих определенному классу качества воды, приведена условная значимость каждого из них. Эта величина использована для последующей количественной оценки уровня загрязнения [10]. В работе представлены данные биомониторинга, проведенного в 2003 и 2008 годах. Идентификацию гидробионтов проводили по определителю бентосных беспозвоночных малых водотоков [11].

Результаты оценки качества воды методом биоиндикации представлены в табл. 5.

Таблица 5. Результаты биологической оценки качества воды р. Каменка

№ створа

Класс качества Сапробность Трофность 2003 2008 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

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 –мезо-трофные

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

Поли-трофные


14 5 5 β- поли-сапробные

β- поли-сапробные




65

Как следует из табл. 2, река Каменка, практически на всем протяжении по гидрохимическим показателям умеренно загрязнена (III класс качества), лишь в устье между селом Кидекша и селом Новоселка имеет IV класс качества (загрязненные).

Устойчивость реки к изменению качества воды на всем протяжении средняя. Вода в реке близка к нейтральной. Кислотность изменяется в пределах 6,8-7,3. Однако, устойчивость реки к зачислению низкая. Об этом свидетельствуют низкие значения величин кислотно-нейтрализующей способности воды. Наименьшей устойчивостью к зачислению характе-ризуются устье реки.

Из табл. 5 следует: – водоток во всех исследованных створах эвтрофирован; – состояние биоценоза водотока с 2003 по 2008 года практически не изменилась, что свидетельствует об адаптации доминирующих гидробионтов к качественному составу загрязняющих веществ и неизменности уровня антропогенной нагрузки на водоток;

– низкая устойчивость к закислению водотока в устьевых створах (13-14) является следствием высокого уровня эвтрофности (политроф-ные);

– изменение класса качества воды в створе №5 (от 2-3 к 4-му) можно объяснить увеличением антропогенной нагрузки в последние годы от СПК «Тарбаево».

Библиографический список 1. Каплин К.Г. Основы экотоксикологии. М.: Колос С, 2006. - 232 с. 2. Никаноров А.М. Научные основы мониторинга качества вод. СПб.: Гидрометеоиздат, 2005. – 409 с.

3. Дмитриев В.В., Фрумин Г.Т. Экологическое нормирование и устойчивость природных систем. СПб.: 2004. – 294 с.

4. Дмитриев В.В., Третьяков В.Ю., Кулеш и др. Оценка устойчивости природных экосистем к антропогенному воздействию. Вестник СпбГу. Сер. 7, 1995, вып. 2 (№14). – С. 49-57.

5. Дмитриев В.В. Методика диагностики состояния и устойчивости водных экосистем. Эколого географический анализ состояния природной среды: проблемы устойчивости геосистем. СПб, 1995, с. 41-67.


66

6. Дмитриев В.В. Диагностика, экологическое нормирование и оценка устойчивости водных экосистем к антропогенному воздействию. Океанология в Санкт-Петербургском университете. СПб, 1997. с. 196-211.

7. Оценка уязвимости водоемов к внешним воздействиям. Экология. Безопасность. Жизнь. Экологический опыт гражданских, обществен-ных инициатив. Гатчина. 2000, вып. 10, с. 200-217.

8. ГОСТ 17.1.5.5.04.81. Охрана природы. Гидросфера. Прибор и устройства для отбора проб, первичной обработки и хранения природных вод.

9. ГОСТ 17.1.5.05–85. Охрана природы. Гидросфера. Общие требова-ния к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосфер-ных осадков.

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

11. Ихер Т.П., Шиширина Н.Е., Курчакова О.А. Бентосные беспозво-ночные малых водотоков: Пособие по биоиндикации качества речных вод. – Тула, ТОЭБЦу, 2003. – 49 с.


ОЦЕНКА ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ КАК ИСТОЧНИКА ВТОРИЧНОГО

ЗАГРЯЗНЕНИЯ НА ПРИМЕРЕ МАЛЫХ РЕК В.С. Фролов, Т.А. Трифонова


Процессы вторичного загрязнения водных объектов в связи с загрязнением донных осадков поллютантами широко обсуждаются в научной литературе. Однако количественные оценки данного процесса встречаются довольно редко, что связано с методическими трудностями получения и интерпретации результатов.

Под вторичным загрязнением понимается процесс преимущест-венного выхода загрязняющих веществ из донных осадков в воду вследствие любого изменения гидро-, литодинамических, гидро- и


67

геохимических условий, приводящих к нарушению равновесного состояния в система «вода – донные отложения». Вторичное загрязнение воды можно оценивать как один из видов негативного воздействия на водную среду, приводящий к загрязнению воды даже в отсутствие внешних источников загрязнения [1].

Среди основных подходов к изучению процессов вторичного загрязнения водных объектов при выносе поллютантов из донных отложений следует выделить:

– математическое моделирование процессов обмена вещества в системе «вода – донные отложения»

– экспериментальное изучение вторичного загрязнения путем введения поллютанта в осадок в лабораторных условиях и анализа его дальнейшего поведения

– оценка степени вторичного загрязнения на основе косвенных показателей – индексов, рассчитываемых с учетом геохимического фона и концентраций загрязняющих веществ в донных отложениях, определенных лабораторными исследованиями Цель данной работы – охарактеризовать донные осадки изучаемых

водных объектов как потенциальных источников вторичного загрязнения воды тяжелыми металлами (ТМ).

Объектами исследования являлись р.Рпень и р.Колокша – малые реки Владимирской области – притоки р. Клязьма. В силу своего географического расположения – в районе интенсивного сельско-хозяйственного производства и промышленных центров, эти реки испытывают значительную антропогенную нагрузку.

Река Рпень является основным приёмником сточных вод промышленных предприятий г. Владимира. Ее длина составляет 45,8 км, площадь водосбора – 264 км2. Отбор проб проводился в период зимней межени в трех створах (исток реки, устье реки (ниже г. Владимир) и створ в среднем течении).

Общая длина р. Колокша составляет 146 км, площадь водосбора – 1430 км2. Схема отбора проб аналогична. Пробы отбирались из створа в среднем течении – выше п. Ставрово – основного загрязнителя реки, створа ниже п. Ставрово и створа в устье реки.


68

Анализ проб донных отложений на содержание тяжелых металлов проводился в воздушно-сухом состоянии рентгенофлуоресцентным методом на приборе «Спектроскан - МАКС».

Таблица 1. Результаты определения тяжелых металлов (мг/кг)

в донных отложениях исследуемых рек

ТМ Сф* Река Рпень Река Колокша

исток среднее течение

устье выше п. Ставрово

ниже п. Ставрово

устье

Cu 28,0 64,2 62,9 475,6 34,0 46,5 26,5 Zn 58,0 82,2 67,7 786,6 52,6 53,0 21,2 Pb 14,0 7,6 12,8 78,4 55,3 30,7 47,8 Ni 26,0 43,8 49,1 103,7 10,7 46,7 30,9 Mn 600,0 3682,5 1121,2 2030,6 191,0 710,8 220,2 Co 8,0 20,1 18,9 6,1 0,8 3,4 0,7 Cr 60,0 102,7 114,7 550,7 61,6 91,5 49,5 ГЛТ 81,4 61,8 267,3 39,6 48,5 36,0

* геохимический фон принят по данным Александровской экспедиции (1992 г.) В качестве показателя для оценки донных отложений в качестве

потенциальных источников загрязнения мы использовали показатель потенциальной литоэкологичности (ГЛТ):

ГЛТ = Σ(КС·К ЛТ), где КС – коэффициент концентрации, рассчитываемый как отношение содержания ТМ в донных отложениях (Сi) к его геохимическому фону (Cф); К ЛТ – коэффициент геотоксичности, выраженный в баллах, согласно классу опасности ТМ для водных объектов [2]. Для ранжирования степени потенциальной опасности донных

отложений как вторичного источника загрязнения на основании показателя ГЛТ нами был использован медианно-процентильный метод, который позволил установить количественные выражения ГЛТ, соответствующие высокому, низкому и среднему уровню потенциальной опасности. При ГЛТ < 45,7 степень потенциальной опасности загрязнения речной воды ТМ из донных отложений является низкой, при ГЛТ > 99,1 степень потенциальной опасности высокая; интервал значений ГЛТ от 45,7 до 99,1 соответствует средней степени потенциальной опасности.


69

В истоке и среднем течении р. Рпень наблюдается средняя степень потенциальной опасности донных отложений как вторичного источника загрязнения, устье реки подвержено сильному антропогенному воздействию со стороны промышленных предприятий г. Владимира, здесь в значительных количествах аккумулируются ТМ и потенциальная опасность загрязнения ими речной воды вследствие десорбции высокая (ГЛТ = 267,3).

В створах р. Колокша не наблюдается высокой степени потенциальной опасности вторичного загрязнения, а увеличение показателя литоэкологичности ниже п. Ставрово связано с возрастанием техногенной нагрузки при протекании реки через поселок.

Библиографический список

1. Основы экогеологии, биоиндикации и биотестирования водных экосистем / Под ред. В.В. Куриленко: Учебное пособие. – СПб.: Изд-во С-Петербургского ун-та, 2004. – 448 с.

2. Даувальтер В.А. Оценка экологического состояния поверхностных вод по результатам исследования химического состояния донных отложений, Мурманск, 2006. – 88 с.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ – проект № 07-05-00473-а. РОЛЬ НИТРИФИКАЦИИ В ПРОЦЕССЕ САМООЧИЩЕНИЯ ГОРОДСКИХ ПОЧВ

УДК: 579.26 О.Н. Сахно, А.Г. Журавлева


Нарушение экологической среды под влиянием разного рода токсикантов одна из важнейших проблем современности, поэтому разработка принципов и методов ранней диагностики повреждения почвенной биоты под воздействием пестицидов, тяжелых металлов, нефти и отходов ее переработки, минеральных удобрений в высоких дозах и других загрязнителей представляет собой одну из самых насущных задач биологии почв. Возрастающее влияние на экосистемы множества факторов физической, химической, биологической природы приводит к тому, что традиционная система получения информации, на основе которой


70

осуществляется оценка экологической ситуации, не дает полную картину состояния почвы (Афанасьева Н.Н., 2002).

Почва, как природное образование, выполняет ряд глобальных функций, имеющих непосредственное экологическое значение. Под влиянием хозяйственной деятельности человека почва претерпевает целый ряд существенных изменений негативного характера, что приводит к утрате ряда функциональных характеристик и ее деградации.

В последние годы для описания совокупности микробиологических и биохимических процессов, протекающих в почве, принято выражение «биологической активности почвы». В настоящее время общепринятыми средствами изучения микробиологического режима почв остаются методы группового анализа микрофлоры и суммарного биохимического определе-ния биологической активности, большое внимание уделяется процессам нитрификации, аммонификации и несимбиотической азотфиксации (Звягинцев Д.Г.,1978).

Нитрификация является одним из наиболее распространенных почвенных процессов. При этом, очевидно, что процесс идет наиболее интенсивно, когда в почве имеется избыток азотистых соединений и может создаваться их запас, когда реакция среды близка к нейтральной, когда имеется достаточная аэрация. Эти же условия благоприятны для роста большинства растений и поэтому интенсивность нитрификации, вне зависимости от того в какой форме азот используется для ассимиляции, указывает на благоприятное состояние почвы (Виноградский С.Н., 1952). Состояние этих микроорганизмов в нарушенных почвах может служить индикатором степени загрязнения почв.

Так как нитрификаторы способны к относительно быстрой адаптации, то до тех пор, пока загрязненная почва будет оставаться почвой, эти микроорганизмы будут перерабатывать и трансформировать органические вещества превращая их в безвредные, тем самым приближая состояние почв к естественному.

Нитрифицирующие бактерии завершают цикл превращения в почве органических соединений, окисляя аммиак до нитритов и нитратов. Поэтому интенсивность и скорость процесса нитрификации довольно четко указывает на степень органического загрязнения, скорости и окончания распада органики в почве. Своеобразное отношение нитрификаторов к органическим веществам можно также расценивать как


71

фактор, регулирующий их метаболические отношения; нитрификация является процессом, конкурирующим за аммиак с ассимиляцией азотистых соединений. Одновременно при наличии органических соединений идет усиленное поглощение кислорода гетеротрофной микрофлорой (Бабьева И.П., 1971).

Однако после того как органические вещества использованы, начинается использование аммиака, при этом свободный аммиак останавливает деятельность нитробактера. И только после того как избыток аммиака окислился, и реакция среды снизилась, наступает вторая фаза нитрификации. Поэтому процесс минерализации азота редко протекает несбалансированно и численность этих микроорганизмов указывает на скорость разложения органики в почве (табл. 1).

Исследования проводились на почвенных образцах, отобранных в различных точках г. Владимира, с учетом степени антропогенной нагрузки: АЗС, парки, территории жилых застроек и промышленных объектов, участки вдоль автодорог с интенсивным движением и железнодорожных путей. Глубина отбора составила 0-10 см. Образцы, взятые на территориях с примерно одинаковой антропогенной нагрузкой, объединены в группы (см. табл. 1). Это было сделано с целью установления зависимости влияния антропогенной нагрузки на протекание процессов цикла азота в различных почвах.

Результаты наших исследований свидетельствуют (табл. 1), что в загрязненных почвах (Зона влияния автодороги (шоссе Москва – Нижний Новгород)) нитрификация была сильно замедлена или полностью отсутствовала, в то время как в не загрязненной почве (Без влияния) обрастание комочков составило 100%.

Результаты наших исследований свидетельствуют (табл. 1), что в загрязненных почвах (Зона влияния автодороги (шоссе Москва – Нижний Новгород)) нитрификация была сильно замедлена или полностью отсутствовала, в то время как в незагрязненной почве (Без влияния) обрастание комочков составило 100%.

Загрязненность почвы органическими веществами, в частности отходами производств химических продуктов из углеводородов нефти и газа, оценивали по комплексному показателю «санитарное число» (табл. 2). Санитарное число – частное от деления количества почвенного белкового азота (в мг на 100 г абсолютно сухой почвы) на количество


72

органического азота (в тех же единицах). В почве, как известно, содержится определенное количество азота, входящего в состав белковых веществ. При внесении в почву загрязнений содержание органического азота увеличивается и, следовательно, изменяется соотношение между ним и белковым азотом.

Таблица 1. Интенсивность процесса нитрификации (метод Виноградского)

Почвенный образец

Тип территории

Количество колоний

Процент обрастания

СПК «Стародвор-ский» Сузд. р-н

Без влияния 50 100

ул. Баумана Зона жилой застройки

0 0

Ш0 Зона влияния автодороги (шоссе Москва – Нижний Новгород)

0 0 Ш50 29 57 Ш500 25 50

ул. Добросельская (ост. «Поликли-ника») Зона влияния

автодороги (внутригородские магистрали)

6

12

18 36 Перекресток Суздальский проспект/ ул. Растопчина АЗС ул. Растоп-чина

Зона влияния АЗС 25 50

Процесс нитрификации в загрязненных почвах является показателем

их санитарного состояния и степени самоочищения. В загрязненных почвах скорость образования нитратов может служить важным показателем биологической активности: если нитрификация подавлена, то идет активное развитие сапрофитных микробов, осуществляющих распад гнилостных продуктов.

Бурно выраженные процессы нитрификации свидетельствуют о завершении переработки продуктов распада органических соединений и активно идущем процессе самоочищения (табл. 1, 2).


73

Таблица 2. Оценка чистоты почвы по показателю «санитарное число» Номер

почвенного образца

Тип территории Санитарное число

Характеристика почвы

СПК «Стародвор-ский» Сузд. р-н

Без влияния 1.0 чистая

ул. Баумана Зона жилой застройки

0.8 загрязненная

Ш0 Зона влияния автодороги (шоссе Москва – Нижний Новгород)

0.8 загрязненная Ш50 0.9 слабозагрязненная Ш500 1.0 чистая

ул. Добросельская (ост. «Поликли-ника»)

Зона влияния автодороги

(внутригородские магистрали)

0.8 загрязненная 0.76 сильно-

загрязненная Пер. Суздальский проспект / ул. Растопчина АЗС ул. Растопчина

Зона влияния АЗС 0.72 сильно-загрязненная

Однако если в результате перегрузки будет утерян компонент

минерализующей способности почвы, это неизбежно приведет к нарушению процессов реминерализации (денитрификации) и самоочи-щения почв, что может повлечь полную деградацию почв.

Скорость образования нитратов в таких почвах может служить важным критерием антропогенного изменения почв, поэтому процессы нитрификации в почве могут быть использованы при оценке почв в зоне деятельности промышленных предприятий городов.

Проведенные нами исследования по изучению интенсивности нитрификации в разных почвах позволяют сделать вывод, что микроорганизмы, участвующие в этом процессе отражают динамику почвенных процессов и позволяют устанавливать степень влияния на жизнедеятельность микрофлоры комплекса условий и может служить, к примеру, показателем плодородия. Нитрификация, как показатель биологической активности почвы, может быть использована для


74

диагностики загрязнения почвы органическими веществами и служит хорошим показателем санитарного состояния почв (Свинкерс А, 2003).

Библиографический список 1. Аристовская Т.В. и др. Микробиология подзолистых почв. – М.:

1965. – 186 с. 2. Афанасьева Н.Н., Коновалова Е.А., Сахно О.Н. Микробиологическая диагностика почв г. Владимира при различных антропогенных воздействиях./ Экологическая безопасность как ключевой фактор, устойчивого развития: Мат. 6 Международная экологическая конференция студентов и молодых ученых. – Москва, 2002. – 117 – 118 с.

3. Бабьева И.П. Практическое руководство по биологии почв. - М.: 1971.

4. Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование./ под. Ред. О.П. Мелеховой и Е.И. Егоровой.- М.: Изд. Центр «Академия», 2007. – 288 с.

5. Виноградский С.Н. Микробиология почвы. Проблемы и методы: 50 лет исследований. - М.: 1952. – 890 с.

6. Звягинцев Д.Г. Биологическая активность почв и шкалы для оценки некоторых ее показателей. // Почвоведение, 1978, №6. – С. 10-14.

7. Звягинцев Д.Г. Биология почв / Д.Г. Звягинцев [и др.]. – М.: Изд-во МГУ, 2005.

8. Исмаилов Н.М. Влияние нефтяного загрязнения на круговорот азота в почве // Микробиология. 1983. Т. 52. № 6.

9. Киреева Н.А., Новоселова Е.И., Ямалетдинова Г.Ф. Диагностичес-кие критерии самоочищения почвы от нефти. // Экология и промышленность России, 2001, декабрь. – С. 34-35.

10. Свирскенс А. Микробиологические и биохимические показатели при оценке антропогенного воздействия на почвы. // Почвоведение, 2003, №2. – С. 202-210.

11. Стефурак В.П. Влияние техногенного загрязнения на численность и состав микробных сообществ почв. - Киев, 1982. – 230 с.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ – проект № 08-05-99011-р_офи.


75

ИССЛЕДОВАНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ ЦИКЛА АЗОТА КАК ПОКАЗАТЕЛЕЙ

БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ПОЧВ А.В. Каракина, О.Н. Сахно


Почва – это часть литосферы, представляющая собой сложное биокосное тело, обладающее особыми свойствами и функциями, покрытое растительностью и обладающее плодородием.

Микрофлора почвы характеризуется большим разнообразием микроорганизмов, которые принимают участие в процессах почвообра-зования и самоочищения почвы, кругооборота в природе углерода, азота и других элементов.

Наиболее показательным для оценки почвенного плодородия считают групповой состав микроорганизмов, связанных с циклом превращения азота [3, 4, 6].

Возросший антропогенный прессинг стимулирует разработку новых и модификацию уже существующих способов оценки качества почвы как одного из компонентов окружающей среды. Наиболее четко степень нару-шенности почв отражают показатели биологической активности почв [1,7].

Биологическая активность почв – это совокупность происходящих в ней биологических и биохимических процессов, которые приводят к возобновлению запаса использованных или разложившихся составных веществ. Чем быстрее и полнее почва может восстановить запасы веществ, тем выше ее биологическая активность [2].

Целью работы явилась оценка биологической активности почв города Владимира методами биологической диагностики.

Для достижения цели работы были поставлены следующие задачи: 1. определение азотфиксирующей активности почв; 2. определение нитрифицирующей активности почв; 3. определение уреазной активности почв. Исследования проводились на почвенных образцах, отобранных в

различных точках г. Владимира, с учетом степени антропогенной нагрузки: АЗС, парки, территории жилых застроек и промышленных объектов, участки вдоль автодорог с интенсивным движением и железнодорожных путей. Глубина отбора составила 0-10 см. Образцы, взятые на территориях с примерно одинаковой антропогенной нагрузкой,


76

объединены в группы (см. табл. 1). Это было сделано с целью установления зависимости влияния антропогенной нагрузки на протекание процессов цикла азота в различных почвах. Всего было исследовано 43 почвенных образца.

Таблица 1. Перечень мест отбора почвенных образцов

№ почвенного образца Место обора проб Тип территории

1 2 3 1 СПК «Стародворский»

Без влияния 2 СПК «Гавриловское» 3 Лесополоса «Дубки» 4 ул. Баумана

Зона жилой застройки

5 ул. Юбилейная, д. 54 6 Октябрьский проспект, д.21 7 Ул. Василисина, д.4а 8 Ул. Балакирева, двор шк.№2 9 Стадион «Юность»

Зона отдыха городского населения

10 Сквер за ГДК 11 Парк им. 850-летия 12 Стадион «Торпедо» 13 Ш0

Зона влияния автодороги (шоссе Москва – Нижний Новгород)

14 Ш5 15 Ш10 16 Ш15 17 Ш30 18 Ш50 19 Ш100 20 Ш500 21 ул. Добросельская

(«Поликлиника») Зона влияния автодороги (внутригородские магистрали)

22 Ул. Ерофеевский спуск 23 Ост. Содышка 24 Ост. «ЦДС Факел» 25 Перекресток ул. Мира и

Горького 26 Перекресток ул. Горького и

Гастелло


77

Окончание табл. 1. 1 2 3

27 Перекресток Суздальский проспект/ ул. Растопчина

Зона влияния автодороги (внутригородские магистрали)

28 Площадь Победы 29 Площадь Ленина 30 Площадь Фрунзе 31 АЗС на ул. Красносельская

Зона влияния АЗС

32 АЗС на ул. Лакина 33 АЗС на ул. Почаевская 34 АЗС на ул. В. Дуброва 35 АЗС на ул. Северная 36 АЗС на ул. Н. Дуброва 37 АЗС у рынка «Факел» 38 АЗС ул. Растопчина 39 АЗС «Тепличный» 40 Завод «Автоприбор» Зона влияния завода 41 ВХЗ 42 Ж/Д Вокзал Зона влияния железной

дороги 43 Ж/Д на ул. Почаевская Обнаружение свободно живущих азотфиксирующих микрооргани-

змов рода Azotobacter проводилось с использованием метода почвенных комочков, которые раскладывались на агаризованной безазотной среде Эшби [8].

На 6-е сутки после постановки опыта в некоторых образцах вокруг почвенных комочков наблюдались бурые и желтые слизистые колонии. Бурые колонии образуют бактерии Azotobacter chroococcum, имеющие пигмент коричневого цвета. Желтые колонии дают олиготрофные бактерии, способные развиваться при наличии следовых количеств соединений азота.

В результате проведенных исследований было установлено, что наибольшее количество азотобактера встречалось в почвах с высокой антропогенной нагрузкой: участки вдоль дорог и железнодорожных путей, на территориях АЗС и промышленных объектов. Вероятно, это можно объяснить тем, что для урбаноземов характерно увеличение содержания


78

органического вещества, элементов питания (К, Р) и рост щелочности, что благоприятно сказывается на развитии азотобактера.

Количество азотобактера снижалось в почвах на территориях с пониженной антропогенной нагрузкой: в парках города, возле жилых строений и в лесной почве, т.к. в незагрязненной почве не наблюдается больших количеств легкоусваиваемого органического вещества.

Исследования процесса нитрификации проводили двумя методами: 1) метод обрастания почвенных комочков на среде Виноградского с кремнекислым гелем; 2) метод Петербургского.

Первым методом было исследовано 12 почвенных образцов. Результаты наших исследований свидетельствуют, что в загрязненных почвах (образцы №13, 14, 33) нитрификация была сильно замедлена или полностью отсутствовала, в то время как в незагрязненной почве (образец №1) обрастание комочков составило 100%.

Вторым методом было исследован 21 почвенный образец. Данные, полученные этим методом, коррелируют с данными предыдущего метода, а именно: наибольшая активность нитрификации была в образце №1 (без влияния), а наименьшая – в зоне влияния автодороги (шоссе Москва – Нижний Новгород).

В загрязненных почвах скорость образования нитратов может служить важным показателем биологической активности: если нитрификация подавлена, то идет активное развитие сапрофитных микробов, осуществляющих распад гнилостных продуктов.

Бурно выраженные процессы нитрификации свидетельствуют о завершении переработки продуктов распада органических соединений и активно идущем процессе самоочищения [9].

В зоне влияния автодороги (шоссе Москва – Нижний Новгород) процесс нитрификации был различен. В отдельных образцах отмечалось увеличение нитратов, а в других – их убыль. Потери нитратного азота почвой можно объяснить так называемой косвенной денитрификацией. В этом случае происходит чисто химическая реакция между азотистой кислотой и аминными или амидными соединениями.

Интересно отметить, что в случаях наибольшего прироста нитратов азотобактер не обнаруживается и, наоборот, в тех почвах, где азотобактер присутствовал в большом количестве (до 100%) – нитрификация отсутствовала. Возможно, что в данном случае, органические вещества,


79

подавляющие нитрификацию, стимулируют процесс азотфиксации и косвенной денитрификации, что приводит к значительным потерям азота.

Активность уреазы определяли экспресс-методом по Аристовской. Результаты анализов показали, что активность уреазы в зонах с

различной антропогенной нагрузкой была неодинакова. Четкой зависимости активности фермента уреазы от типа

территории обнаружить не удалось. Почвенные образцы одной и той же зоны проявляли разную скорость образования аммиака.

Повышенная активность уреазы в образцах №7,13,36,38 может объясняться наличием большого количества неразложившегося органичес-кого вещества. Такие почвы характеризуются хорошей самоочищающей способностью.

Самой низкой уреазной активностью обладала лесная почва и почва с пониженной антропогенной нагрузкой (образцы №1, 10, 11, 20). Это свидетельствует о малом содержании легкодоступной органики, которая медленно вовлекается в процесс разложения.

Высокая активность уреазы, наблюдаемая в зоне влияния автодорог, а также в почвах АЗС со средним уровнем загрязнения нефтепродуктами, находится в полном соответствии с ростом численности аммонифици-рующих микроорганизмов, наблюдаемым обычно в таких почвах, обогащенных органическими веществами. Известно, что активность уреазы прямо пропорционально зависит от содержания органического углерода в почве. Аммонификаторы, разлагая органические вещества, поставляют необходимый субстрат для функционирования уреазы, стимулируя тем самым ее активность [5].

Быстрое нарастание активности уреазы и высокий ее уровень в пробах почв с повышенной антропогенной нагрузкой свидетельствует о высокой устойчивости этого фермента к ингибирующим факторам, а также о том, что уреаза, видимо, играет большую роль в самоочищении таких почв от загрязнений.

Невысокая активность уреазы и медленное ее нарастание в почвах с пониженной антропогенной нагрузкой, возможно, связано с небольшим количеством органических веществ, что неблагоприятно сказывается на функционировании данного фермента. С другой стороны, низкий уровень уреазы в почвах некоторых АЗС, возможно, свидетельствует о низкой способности почв к самоочищению.


80

Таким образом, на основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

1. азотобактер распределен в почвах г. Владимира неравномерно; 2. количество азотобактера, нитрифицирующая активность и актив-

ность уреазы в почвах г. Владимира изменялись в зависимости от антропогенной нагрузки;

3. азотобактер имеет широкий диапазон устойчивости по отношению ко многим факторам среды и поэтому не может быть использован в качестве индикатора на загрязнение окружающей среды;

4. процесс нитрификации в загрязненных почвах является показате-лем их санитарного состояния и степени самоочищения;

5. быстрое нарастание активности уреазы и высокий ее уровень в почвах с повышенной антропогенной нагрузкой свидетельствует о высокой устойчивости этого фермента к ингибирующим факторам и о том, что уреаза играет большую роль в самоочищении почв от загрязнений;

6. экспресс-метод определения активности уреазы в сочетании с методами определения нитрифицирующей и азотфиксирующей активности почвы является перспективными в качестве методов биологической диагностики почв, т.к. дают интегральную оценку ее состояния.

Библиографический список 1. Булавко Г.И. Влияние различных соединений на почвенную миклофлору. – Изд-во СО АА СССР, сер. БИОС, 1982, вып.1, № 5. – 79 с.

2. Войнова-Райкова И. и др. Микроорганизмы и плодородие: пер. с болгарского З.К. Благовещенской. - М.: Агропромиздат,1986. – 120 с.

3. Звягинцев Д.Г. Биология почв и их диагностика. Проблемы и методы биологической диагностики и индикации почв. - М.: Наука, 1976. – 189 с.

4. Звягинцев Д.Г. Биологическая активность почв и шкалы для оценки некоторых ее показателей. // Почвоведение, 1978, №6. – С. 10-14

5. Исмаилов Н.М. Микробиология и ферментативная активность нефте-загрязненных почв. // Восстановление нефтезагрязненных почвенных экосистем. Сборник научных трудов. / Под ред. Глазовской М.А. М.:

6. Наука, 1988. – С. 42-50.


81

7. Карпачевский Л.О. Роль биодиагностики в почвенных исследованиях./ Биологическая диагностика почв. – М.: Наука, 1976. – С. 111-112.

8. Киреева Н.А., Новоселова Е.И., Ямалетдинова Г.Ф. Диагностические критерии самоочищения почвы от нефти.// Экология и промышленность России, 2001, декабрь. – С. 34-35.

9. МУ 2.1.7.730 – 99. Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест.

10. Рубенчик Л.И. Микроорганизмы – биологические индикаторы. – Киев.: Изд-во “Наукова Думка ”, 1972. – 165 с.


АНАЛИЗ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭКСПЕРТНЫХ И АНАЛИТИЧЕСКИХ

МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ М.Е. Ильина, С.В. Лапинская


Большое давление на окружающую среду возникает вследствие производства, использования и последующей утилизации продуктов. В этих условиях становится необходимым учет экологических проблем, формирующихся вне сферы непосредственной хозяйственной активности. Для проверки экологической оправданности производимых благ используются оценка и анализ жизненного цикла продукции.

Жизненный цикл продукта (англ. «Life cycle product») – это время от замысла изделия до продажи и снятия его с производства. Оценка и анализ жизненного цикла включает рассмотрение воздействий на окружающую среду на протяжении всего жизненного цикла продукции (от получения сырьевых материалов, включая производство, эксплуатацию и утилизацию, представляемого в виде продукционной схемы) – концепция «от колыбели до могилы». В России данный метод регламентируется ГОСТ Р ИСО 14040, где содержатся принципы и структура проведения исследований ОЖЦ, а также некоторые методологические требования к этому процессу [1, 2].


82

Схема жизненного цикла продукции в общем виде имеет следующий вид (рис. 1). • Этап 1 – предпроизводственный – сырьевые ресурсы, производствен-

ные материалы и комплектующие; • Этап 2 – производственная деятельность – собственно производство; • Этап 3 – доставка продукта; • Этап 4 – этап потребления; • Этап 5 – продукт, больше не удовлетворяющий из-за того, что стал

ненужным (разрушение компонентов, изменившихся решений), чинится, рециклируется или выбрасывается;

• Этап 6 – утилизация продукта (захоронение, переработка). Продукционная система, как модель жизненного цикла продукции,

для целей анализа разделяется на совокупность единичных процессов так, чтобы каждый из них включал одну или несколько функций. Единичные процессы, в свою очередь, соединяются друг с другом элементарными потоками, определяющими собой потоки сырья, полуфабрикатов, энергии, отходов для переработки.

Рис. 1. Схема жизненного цикла продукции

Данные, которые используются для количественного описания

входов и выходов единичных процессов, касаются следующих категорий: − входные энергетические и материальные потоки; − продукция, отходы для переработки; − выбросы, сбросы в воду и на почву

Добыча сырья

Подготовка материалов

Производство комплектующих

Сборка модулей

Переработка материалов

Сборка продукта Упаковка Перевозка

1 2 3

4 5 6

Использование покупателем Ремонт

Выброс Утилизация


83

Оценка жизненного цикла, как метод оценки экологических свойств и качеств продукции и потенциальных воздействий ее на окружающую среду, включает в себя 4 этапа, рассмотрение которых проводилось на предприятии, специализирующимся на изготовлении облицовки для технических средств из стеклопластиков.

1. Определение целей и содержания оценки жизненного цикла. − идентификация экологических проблем предприятия.

После определения целей оценки жизненного цикла, необходимо собрать всю возможную информации о данном производственном процессе.

1.1. Технологическая схема производства. Схема технологического процесса производства облицовки для

технических средств из стеклопластиков в общем виде представлена на рис.2.

Рис. 2. Схема технологического процесса

1.2. Описание схемы жизненного цикла продукта. На следующем этапе полученная схема в представлена виде блок-

схемы, на которой отражены единичные процессы и связи между ними, с учетом жизненного цикла продукции.

Этап 1. На этом этапе поставщики обеспечивают производство сырьевыми ресурсами, производственными материалами и комплекту-ющими. В данном случае организация ЕТС «Логистика» поставляет на

Поставка сырья со склада

Подготовка технологической оснастки к работе

Нанесение декоративного слоя

(гелькоат) на рабочую

поверхность

Естественная

сушка Укладка 3х слойного

стеклоармирующего материала

Изготовление изделия

Распаковка оснастки через 20-30 мин., т. е. снятие

Участок обработки

Участок контроля дефектов

Устранение скрытых дефектов

упаковка

склад

Отгрузка

потребителю


84

склад необходимое для производственного процесса сырье (смола, отвердитель, стеклооармирующий материал).

Этап 2. Технологическая схема производства. Этап 3. Упаковка готового изделия, поступление его на склад

готовой продукции и соответственно отгрузка потребителю. Этап 4. Подвержен влиянию того, как разрабатываются продукты и

степени продолжающихся взаимодействий. Этап 5. – продукт, больше не удовлетворяющий из-за того, что стал

ненужным, выбрасывается. Этап 6. – утилизация продукта. 2. Инвентаризационный анализ жизненного цикла. Проведение инвентаризационного анализа начинается со сбора

информации в виде специально разработанных форм (таблиц, схем), которые должны содержать качественные характеристики единичных процессов. Затем определяются количественные значения параметров каждого единичного процесса анализируемой системы.

При оценке жизненного цикла кроме учета входных и выходных потоков материалов, веществ, энергии продукционной системы, подвергаются определению и воздействия самой системы на окружающую среду. При этом сумма экологических воздействий, отнесенных к продукту, оценивается как сумма воздействий, приносимых входящими потоками системы (сырье, энергия) и воздействий, создаваемых самой системой (отходы процесса).

Полученные в ходе анализа схемы представлены на рис. 4-5. 3. Оценка воздействий на окружающую среду на стадиях жизненного

цикла. Характерной особенностью полимерных отходов является то, что

они устойчивы к агрессивным средам, не гниют, не разлагаются, процессы деструкции в естественных условиях протекают медленно и прежде чем они будут представлять интерес для микроорганизмов почвы должно пройти 80-100 лет.

На данном предприятии в производственном процессе используются различные вещества, которые могут оказывать определенное влияние, как на человека, так и на окружающую среду. К этим веществам относятся: углеводороды ароматические – стирол и формальдегид, стеклопластиковая пыль, ароматические кетоны.


85

Рис. 4. Этап 1

На этом этапе оценки жизненного цикла определяют и ранжируют

потенциальные воздействия на окружающую среду, используя для этого результаты инвентаризационного анализа. Процесс этот связан, прежде всего, с выделением факторов, выявленных в ходе инвентаризационного анализа с точки зрения специфичности воздействия на окружающую среду, а также с попыткой установления масштабов и характера таких воздействий.

В результате анализа были выявлено 5 основных рисковых ситуаций: 1. короткое замыкание (К); 2. пожар, вследствие замыкания электропроводки (П); 3. Разлив смолы при работе инжекционной машины (Р); 4. разлив отвердителя (перекись метил этил кетона) при работе инжекционной машины (Р);

упаковка

Вручную (бумага)

склад Отгрузка потребителю

Грузовые автомобили

Использование потребителем

выброс утилизация

3 4

5 6

Этап 2

Рис. 5. Этапы 3, 4, 5, 6

ЕТС «Логистика»

Поставка сырья на склад

Поставка сырья со склада

Подготовка технологической оснастки к работе

Участок раскроя стеклоармирующего

материала

Участок подготовки декоративного слоя

(гелькоат)

Этап 2 – производственная деятельность

Обдув сжатым воздухом, протирка тканью

Обрезки стеклоармирующего материала

Оборудование

Отходы


86

5. разлив ацетона (Р); Затем полученные риски были проранжированы по 3 параметрам

(табл. 1): Таблица 1.

Ранжирование рисковых ситуаций

Рисковые ситуации Опас- ность

Вероят- ность

Законо- дательство

Ранг

1. Короткое замыкание 3 1 2 2 2. Пожар, вследствие замыкания электропроводки

1 1 2 1

3. Разлив смолы при работе инжекционной машины

1

2

1

1

4. Разлив отвердителя при работе инжекционной машины

2

3

3

3

5. Разлив ацетона 2 4 3 4 4. Интерпретация результатов. По результатам оценки экологических аспектов по значимости были

выбраны наиболее приоритетные: короткое замыкание, разлив смолы при работе инжекционной машины, пожар, вследствие короткого замыкания. Данные виды рассмотрены по методике дерева событий, пример приведен на рис. 6.

Рис. 6. Дерево возникновения разлива смолы

Повышение давления Неисправность

соединения Неисправность

проводного шланга

нарушение дозировки какого-либо из компонентов

Физическое повреждение Скрытый

брак

Челове-ческий фактор

Скрытый дефект Челове-

ческий фактор

Скрытый дефект

и/или

и/или

и/или и/или и/или

неисправность насоса

короткое замыкание

Разлив смолы при работе инжекционной машины


87

Оценка жизненного цикла – это новый и весьма перспективный подход в установлении связей и определении воздействий на окружающую среду, связанных с техногенными процессами и жизнедеятельностью человека.

Библиографический список 1. ГОСТ Р ИСО 14040-99. Управление окружающей средой. Оценка жизненного цикла. Принципы и структура. – М.: Госстандарт, 1999.

2. ГОСТ Р ИСО 14041-2000. Управление окружающей средой. Оценка жизненного цикла. Определение цели, области исследования и инвентаризационный анализ. – М.: Госстандарт, 2000.

3. Пашков Е.В. Международные стандарты ИСО 14000. – М.: Изд-во Госстандарта РФ, 1997. – 480 с.

МЕЖОТРАСЛЕВОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПРИ УПРАВЛЕНИИ ПОТОКАМИ ОТХОДОВ НА ОСНОВЕ АУТСОРСИНГА

Т.А. Трифонова 1, М.Е. Ильина 2 1Московский государственный университет

им. М.В. Ломоносова, г. Москва 2Владимирский государственный университет, г. Владимир

В настоящее время решать многоплановые задачи в области управления отходами в рамках одного предприятия или муниципального образования очень сложно. Это связано с многоплановостью проблем данной области: как экономическими, так и структурно-организацион-ными.

В настоящее время проблема образования отходов на промышленных предприятиях решается предельно просто – либо передали специализированному предприятию ЖКХ для захоронения на свалке бытовых отходов (IV, V класс опасности), либо, в лучшем случае, передали/продали (заплатили за прием на переработку) предприятиям, специализирующимся на переработке вторичного сырья и материалов и утилизации отходов. То есть руководство предприятий действует по принципу «с глаз долой – из сердца вон». Но проблему в целом это, естественно не решает.


88

Внедрять или разрабатывать методы переработки на собственных мощностях большинству предприятий просто не под силу и не рентабельно. Более того, отчитываясь перед природоохранными структурами, они указывают, что новые технологии и альтернативные методы решения вопросов в области обращения с отходами не рассматривались.

Конечно есть и исключения. Это, в первую очередь, те самые предприятия, которые принимают от предприятий вторичное сырье и материалы (производство строительных материалов и металлургия). Ряд предприятий использует в собственном производстве отходы других производств. Но функционируют они, практически на полном самообеспечении – то есть сами ищут себе поставщиков и всегда есть опасность недозагрузки производства.

С другой стороны, большая часть образующихся отходов все-таки подвергается не переработке, а захоронению на полигонах (свалках), что только ведет к ухудшению положения. Что же делать в подобной ситуации?

Для решения подобных вопросов представляется необходимым разграничить функции и обязанности в области управления потоками отходами и предоставить их решение разным организационным структурам, которые могли бы оперировать с расширенным спектром проблем в данной области.

Принципы реализации системы межотраслевого взаимодействия в области управления потоками отходов

Для успешного решения проблемы управления потоками отходов нами предлагается применение разделения видов выполняемых работ на условиях аутсорсинга – целенаправленного выделения некоторых процессов и делегирования их реализации другим исполнителям. Современная теория менеджмента все чаще определяет аутсорсинг как новую стратегию управления и даже как стандарт на мировом рынке производств и услуг.

В данном случае представляется, что компания-аутсорсер могла бы взять на себя сбор, предварительную обработку («предпродажную подготовку») и перевозку (и продажу) отходов (в виде вторичного сырья) переработчикам. Таким образом, компания-аутсорсер выступает посред-ником между предприятиями, обладая информацией о методах


89

переработки, мощностях и возможностях предприятий, объемах образования того или иного вида отходов и т.д. То есть она может организовывать контакты между предприятиями, согласовывать перевозки и сроки переработки, а также создавать линии и системы переработки разных отходов. Кроме того, подобная организация может аккумулировать «ноу-хау», то есть реализовывать инновационные функции и стимули-ровать разработку новых методов и линий по переработке отходов.

Такая организация может работать несколькими способами: – «принцип турфирмы» – клиент обращается к компании (информа-ционному центру), имеющей в своем распоряжении некий массив информации о наличии на ближайших предприятиях свободных мощностей для переработки отходов и о существующих технологиях переработки. Специалисты компании подыскивают возможные варианты, просчитывают их и передают полученные данные клиенту. Затем заключается договор с перевозчиками (если рассматриваемая компания не оказывает подобных услуг) (рис. 1а);

Клиент

Организация Отход-тур

Предпр2 Предпр1 Предпр3

Перевозчик

Поиск

а Предприятие


Клиент 2 Клиент1 Клиент 3

Перевозчик

Поиск

б

Рис. 1. Технология работы организации по управлению потоками отходов

– возможна обратная ситуация, когда к компании – информационному центру обращается непосредственно предприятие, которое может предложить свои производственные мощности для переработки каких-либо отходов (рис. 1б) Подобная структура может находиться как на государственном

финансировании (в случае, когда она находится в составе государственных


90

органов), так и на самофинансировании. В последнем случае Организация может работать и как страховая компания. Аккумулированные при этом средства можно использовать, например, для заключения договоров на перевозку, или для инвестирования в перспективные проекты.

Для полного охвата рынка данного рода услуг, компаний, работающих по принципу «отход-тур», должно быть много. Совсем не обязательно они должны быть широкой специализации. Наоборот, в данном случае лучше будут функционировать как раз узкоспециализированные фирмы, например:

– по виду отхода (только отработанные автопокрышки); – по территории (город, область, ФО); – по транспортировке (только доставка вторичного сырья до компании-переработчика);

– по технологиям (применение только определенной технологии); – по оборудованию (только первичное дробление отхода); – по виду собственности (федеральная, муниципальная, частная) и т.д. В результате, общая схема работы такого предприятия (рис. 1), в

каждом частном случае будет принимать несколько иной вид (рис. 2):

Рис. 2. Примеры работы специализированных «отход-туров» а) по виду перерабатываемого отхода; б) по виду применяемой технологии

Информация об «отход-турах» должна быть общедоступной (СМИ,

Интернет, информационные бюллетени) и распространяться централизо-


(по виду отхода)

Предпр2

Предпр1

Предпр3

Перевозка

Поиск технологии и переработчи

а б

Предприятие-переработчик

(основная технология)

Предприятие-переработчик (вспомогательное сырье)

Перевозка

Организация Отход-тур (по виду технологии)

Предпр 2

Предпр 1

Предпр n

Перевозка

Предприятие-переработчик

Перевозка


91

ванно с помощью органов государственного экологического контроля. Для реализации процесса управления отходами в рамках

вышеописанных структур необходимо построение логистических потоков, объектом которых являются материальные и информационные потоки. Логистический подход четко задает информационный и организационный маршрут для реализации вышеизложенных задач.

Для наиболее полного решения проблемы переработки отходов необходимо построение системы с включением в нее различных по функциям предприятий. Построенные в цепочку от начального пункта – образования отходов до конечного – захоронения остаточных компонентов эти предприятия будут фактически покупать «продукцию» у предприятия предшествующего уровня и «продавать» свою продукцию предприятию следующего уровня.

Реализация предложенной системы может быть проиллюстрирована следующими примерами:

– технология утилизация отработанных автопокрышек и полимерной тары с остатками токсичных веществ может иметь вид (рис. 3):

Рис. 3. Организационная схема передвижения потоков для утилизации отработанных автопокрышек и полимерной тары с остатками токсичных

веществ

– технология переработки отработанных автопокрышек и пластиков может быть осуществлена следующим образом (рис. 4):

Подобные схемы можно разработать практически для любого вида отхода, при условии существования технологии для его переработки.

В случае передачи отходов компании «отход-тур» права собствен-ности на них (и все связанные с ними проблемы и ответственность), переходят этой компании.

Бой строительный (кирпич, бетон)

Электромеханичес-кий завод

Резинол, черепица

Полимербетон

Все предприятия Приемный пункт

компании «отход-тур»

Любые древесные отходы Отходы

термопластов

Покрышки с кордом

Металлолом

Покрышки без корда

Вулканизированная резиновая крошка


92

Рис. 4. Организационная схема передвижения потоков для технологии производства асфальтобетонных плит с порошкообразными отходами

В данном случае решении проблемы отходов будет решаться не

только и не столько на уровне технологических процессов, но и на уровне управленческих решений, что на наш взгляд, более перспективно.

Зола, золошлак от котельных

Полимерная крошка

Отходы нефтепродуктов, осадок очистных сооружений

Предприятия района и районного центра

ТБО

Предприятие - участник компании Покрышки с

кордом

Покрышки с кордом


93

III. ЛАНДШАФТЫ. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ЛАНДШАФТОВ

ФИТОМАССА РАСТИТЕЛЬНОГО СООБЩЕСТВА КАК ПОКАЗАТЕЛЬ ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЗАГРЯЗНЕННОЙ

ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ ПОЧВЫ Е.Ю. Алхутова1, Т.А. Трифонова2

1 Владимирский государственный университет, г. Владимир 2 Московский государственный университет

им. М.В. Ломоносова, г. Москва

При кажущемся разнообразии методов оценки уровня загрязнения почвы в настоящее время практически отсутствуют методы, позволяющие определить предельно допустимую нагрузку на почву через изменение показателей ее эколого-биологического состояния (ЭБС), а ведь именно такая оценка должна быть выполнена в процессе решения задачи экологического нормирования. Наиболее полно требованиям экологичес-кого нормирования отвечает оценка предельных нагрузок на основе анализа зависимостей «доза-эффект». Для построения таких зависимостей весьма важным является определить те показатели ЭБС почвы, которые, выступая в качестве «эффекта», объективно отразят ее реакцию на загрязнение.

В качестве одного из таких показателей мы предлагаем использовать фитомассу растительного сообщества. Ведь ухудшение химических, физико-химических, биохимических и микробиологических свойств почвы, вызванное ее загрязнением ТМ, в конечном счете, сказывается на плодородии почвы, ее способности давать урожай.

Цель данной работы – изучить возможность использования фитомассы растительного сообщества как показателя ЭБС почвы, загрязненной ТМ.

Объектом исследования являлся суходольный луг, наблюдения за его растительностью проводили в течение двух лет (2006-2007 гг.) в одно и то же время – в течение второй половины вегетационного сезона.

Летом 2006 г. на луге были заложены четыре участка прямоугольной формы площадью 27,0 м2 каждый, расстояние между участками составляло 5-8 м. В течение августа изучали структурно-функциональную организа-цию и фитомассу луговой растительности. Учет урожая проводили путем

III. Ландшафты. Загрязнение ландшафтов

94

скашивания травостоя со всей площади участков, далее его разбирали по видам и взвешивали в воздушно-сухом состоянии. Осенью 2006 г. на участки был внесен гальваношлам (ГШ) (сначала с участков снимали дерн, затем на их поверхность ровным слоем вносили ГШ в соответствующих дозах, затем участки вновь закрывали дерном; на контрольном варианте опыта (участок №1) дерн сняли и уложили вновь, а ГШ не вносили) (табл. 1). Наблюдения за растительным сообществом были возобновлены летом 2007 г.

Таблица 1. Валовое содержание ТМ в гумусовом горизонте, мг/кг почвы

Номер участка (доза ГШ, кг/м2)

Валовое содержание ТМ в гумусовом горизонте, мг/кг почвы

Zn Cu Ni Fe Cd №1 (0,0) 27,470 19,194 11,566 2216,010 0,540 №2 (2,3) 597,157 144,332 76,182 2480,070 17,627 №3 (3,5) 898,852 204,796 122,325 2738,849 26,190 №4 (4,7) 1371,378 256,520 184,063 2860,316 33,300 ОДК 55,000 33,00 20,000 ––– 0,500

В первый год исследований, когда ТМ еще не были внесены в почву,

растительность всех четырех участков была представлена разнотравным сообществом. Всего на участках было зарегистрировано 29 видов высших растений из 14 семейств, большинство из них характеризовались небольшим обилием. Значение вида в фитоценозе определяется его встречаемостью, обилием или фитомассой [1]. Для анализа структуры доминирования на исследуемых участках была определена фитомасса растений каждого вида.

Господствующее положение в фитоценозе занимал бодяк полевой, его доля на различных участках составляла от 21,39 до 23,86% общей фитомассы сообщества. К числу содоминантов относились козлобородник луговой (14,60 – 16,91%) и ежа сборная (15,60 – 17,57%). На долю остальных видов в сумме приходилось около 50% от общей фитомассы сообщества (рис. 1). Можно отметить также, что при небольшой доле участия в общей численности видов довольно значительной фитомассой обладали щавель конский и полынь обыкновенная.


95

В 2006 г. теплая погода и количество осадков, близкое к норме, обусловили достаточно высокую урожайность участков: от 464,72 до 501,34 г/м2 (здесь и далее фитомасса указывается в воздушно-сухом состоянии).

Значения коэффициента Жаккара, характеризующего флористичес-кое сходство участков, были весьма высоки и лежали в пределах от 68,71 до 87,49%. Эту первоначальную однородность сложения изучаемых участков особенно следует подчеркнуть, чтобы яснее могли улавливаться все их дальнейшие изменения.

Участок №1 Участок №2 Участок №3 Участок №4

Рис. 1. Соотношение видов в травостое по фитомассе в 2006 г..

1– Бодяк полевой, 2 – Горец почечуйный, 3 – Куриное просо, 4 – Желтушник левкойный, 5 – Клевер луговой, 6 – Козлобородник луговой, 7 – Лебеда

копьелистная, 8 – Мать-и-мачеха обыкновенная, 9 – Пастушья сумка, 10 – Полынь обыкновенная, 11 – Тимофеевка луговая, 12 – Щавель конский, 13 – Ежа

сборная, 14 – Остальные виды Для изучения влияния ТМ на луговую растительность сравнивали

основные ее параметры в 2007 г. на участках №2, №3, №4 с аналогичными параметрами на контрольном участке №1. Это представляется возможным благодаря высокой степени сходства участков в 2006 г. Кроме того, интерес представляет изменение растительности участков по сравнению с прошлым годом, однако в этом случае следует учитывать влияние на основные ее параметры не только ТМ, но и неблагоприятных погодных условий (лето в 2007 г. было жарким и засушливым).

Участок №1 Коэффициент Жаккара, рассчитанный путем сравнения раститель-

ности участка №1 в 2006 и 2007г., составил 91,60%. Это говорит о


96

незначительных различиях, возникших из-за воздействия на растения жаркой и засушливой погоды. Тем не менее, создавшиеся погодные условия вызвали снижение фитомассы у большинства видов растений. Урожай на участке №1 в 2007 г. определялся в 428,95 г/м2, что на 14,44% меньше по сравнению с прошлым годом (рис. 2).

Следует отметить, что растения изучаемого фитоценоза под воздействием неблагоприятных погодных условий в разной степени снижали фитомассу. С помощью медианно-процентильного метода растения были условно разбиты на группы в зависимости от снижения фитомассы относительно 2006 г. Наиболее заметным образом (более чем на 29%) снижалась фитомасса низкорослых растений (мокрица, льнянка обыкновенная, мята полевая, сушеница топяная и др.), корневая система которых имеет незначительную глубину и сосредоточена в пахотном горизонте почвы (0 – 30 см), влажность этого горизонта в засушливый период составляла только 7,9%. Незначительно (менее чем на 12%) снижалась урожайность растений, имеющих развитую корневую систему, простирающуюся на глубину более 1 м (бодяк полевой, пастушья сумка, полынь обыкновенная, щавель конский и др.), и позволяющую этим растениям потреблять воду из нижних горизонтов почвенного профиля.

Участки №2, №3 и №4 Сходство участка №2 с контролем 2007 г., выраженное

коэффициентом Жаккара, составило 66,44% (на 3,00% меньше, чем в прошлом году). Однако если сравнить растительность участка №2 в 2007 и 2006 гг., то коэффициент сходства составит 81,65%, что говорит о достаточно существенных различиях, явившихся результатом совместного воздействия на растения тяжелых металлов, жары и засухи.

Внесение в почву гальваношламов в дозе 2,3 кг/м2 привело к изменению фитомассы лугового фитоценоза. Урожайность участка №2 в 2007 г. составила 342,10 г/м2, что на 26,39% меньше, чем прошлом году, и на 20,25% меньше по сравнению с контрольным вариантом 2007 г.

Главные строители луга на участке №2 по-разному реагировали на неблагоприятные факторы окружающей среды. Так, на урожайность бодяка полевого ТМ практически не оказывали вредного воздействия; незначительное угнетение растение испытывало в основном за счет действия засухи. На урожайность ежи сборной жаркая погода оказывала меньшее влияние, нежели действие ТМ, а козлобородник луговой


97

уменьшал фитомассу в основном из-за погодных условий. Различная реакция главных строителей луга на неблагоприятные факторы среды проявилась в изменении структуры доминирования сообщества. Ведущее положение в сообществе по-прежнему занимал бодяк полевой (доля в общей фитомассе – 29,00%), но стало другим соотношение фитомассы у растений-содоминантов (рис.2). Если на контрольном участке №1 у козлобородника лугового и ежи сборной доля в урожае была одинаковой (около 15%), то на участке №2 разница фитомассы этих растений стала весьма заметной – 18,61 и 12,35% соответственно.

Участок №1 Участок №2 Участок №3 Участок №4

Рис. 2. Соотношение видов в травостое по фитомассе в 2007 г..

1– Бодяк полевой, 2 – Горец почечуйный, 3 – Куриное просо, 4 – Желтушник левкойный, 5 – Мокрица, 6 – Кипрей краснеющий, 7 – Клевер луговой, 8 – Козлобородник луговой, 9 – Лебеда копьелистная, 10 – Мать-и-мачеха

обыкновенная, 11 – Полынь обыкновенная, 12 – Тимофеевка луговая, 13 – Фиалка полевая, 14 – Щавель конский, 15 – Ежа сборная, 16 – Остальные виды

Изменение соотношения между содоминантами травостоя под

влиянием внесенных в почву ГШ можно объяснить различными типами корневой системы этих растений. Как известно, активность корневых систем в большинстве случаев имеет зависимость, приблизительно совпадающую с зависимостью массы корней от глубины, и монотонно уменьшается сверху вниз [2]. Бодяк полевой и козлобородник луговой имеют стержневую корневую систему, уходящую в почву на глубину более 3 метров [3]; в верхнем горизонте почвы, содержащем максимальное количество ТМ, у данных растений сосредоточена лишь небольшая масса корней. Ежа сборная также имеет мощную корневую систему, но при этом основная масса ее корней расположена в верхнем слое почвы,


98

следовательно, данное растение испытывает значительно большее воздействие со стороны ТМ.

По изменению фитомассы в ответ на воздействие неблагоприятных факторов растения участка №2 разбили на группы, используя медианно-процентильный метод. Было выявлено, что наиболее существенное снижение фитомассы отмечено у растений, корневая системы которых расположена в верхнем слое почвы, характеризующемся низким запасом влаги и высоким уровнем загрязнения (горец почечуйный, ежа сборная, мокрица, марь красная, фиалка полевая, ясколка дернистая). Следует отметить, что большинство растений данной группы являются низкорослыми и существенное уменьшение их урожайности можно объяснить еще и значительным сокращением численности ежи сборной – средообразующего растения, создававшего тень для нижнего яруса сообщества.

Особенности поведения луговой растительности, выявленные на участке №2, были характерны и для участков с более высоким уровнем загрязнения – №3, №4 – однако проявлялись эти особенности более интенсивно.

Урожайность участка №3 в 2007 г. составила 131,06 г/м2, что меньше по сравнению с прошлым годом на 73,47%, а по сравнению с контрольным вариантом 2007 г. – на 69,12%. Структура доминирования по фитомассе в сообществе участка №3 выглядела следующим образом: бодяк полевой (33,66%) > козлобородник луговой (15,39%) > ежа сборная (6,82%) (рис.2). Нужно отметить, что на данном участке произошла смена содоминантов: полынь обыкновенная (10,53%) по урожайности превзошла ежу сборную.

Участок №4 резко выделялся на фоне луга. Внесенная доза ГШ спровоцировала сильнейшее угнетение фитоценоза. По сравнению с прошлым годом урожай уменьшился на 88,86%, а по сравнению с контрольным вариантом 2007 г. – на 86,96%. Растения участка №4 по убыванию фитомассы располагались в ряд: бодяк полевой (37,86%) > козлобородник луговой (20,98%) > ежа сборная (3,98%) (рис.2). Разница между фитомассой козлобородника и ежи ощутимо увеличилась по сравнению с предыдущими вариантами опыта и составила 17,00%. Ежу сборную теперь невозможно отнести к растениям-содоминантам, на смену ей пришли полынь обыкновенная (8,23%) и щавель конский (9,08%).


99

Выводы. Наиболее существенное снижение фитомассы было отмечено у

растений, основная масса корней которых расположена в верхнем слое почвы, характеризующемся в 2007 г. низким запасом влаги и высоким уровнем загрязнения. Растения, имеющие стержневую корневую систему, более равномерно распределенную по глубине почвы, проявили большую устойчивость к неблагоприятным факторам среды за счет возможности потреблять жизненно необходимые вещества из менее загрязненных ТМ нижележащих почвенных горизонтов.

В градиенте загрязнения происходила смена содоминантов сообщества: на незагрязненной почве растениям-содоминантам – козлобороднику луговому и еже сборной – принадлежали равные доли в фитомассе сообщества; козлобородник луговой проявил бóльшую устойчивость к неблагоприятным условия роста, а фитомасса ежи сборной с повышением уровня загрязнения ощутимо снижалась, и на смену ей на загрязненных участках пришли полынь обыкновенная и щавель конский.

Анализ доли численности каждого вида в травостое в период 2006-2007 гг. показал закономерное снижение в градиенте загрязнения коэффициента Жаккара, характеризующего степень сходства участков

Фитомасса растительного сообщества является показателем ЭБС почвы, объективно и информативно отражающим изменения, происходящие в почве под воздействием токсической нагрузки. Урожайность участков тесно коррелировала с уровнем загрязнения почвы ТМ (r = –0,96), а ее изменение было достоверным (р=0,95).

Графически изменение фитомассы луговой растительности в градиенте токсической нагрузки отображается на кривой «доза – эффект», имеющей S-образную форму (рис. 3), т.е. реакция фитомассы сообщества на нагрузку нелинейна – существует два относительно стабильных уровня, соответствующих минимальному и максимальному содержанию ТМ в почве, с резким переходом между ними.


100

Рис. 2. Динамика фитомассы растительного сообщества в зависимости

от дозы гальваношлама, внесенной в почву Полученная кривая «доза – эффект» дает возможность определить

предельно допустимую нагрузку на почву через изменение урожайности луговой растительности.

Библиографический список 1. Миркин Б.М., Наумова Л.Г., Соломец А.И. Современная наука о растительности. – М.: Логос, 2000. – 264 с.

2. Ковалевский А.Л. Биогеохимия растений. – Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1991. – 304 с.

3. Баздырев Г.И. Сафонов А.Ф. Борьба с сорными растениями в системе земледелия Нечерноземной зоны. – Росагропромиздат, 1990. – 176 с.


ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И СОСТОЯНИЕ ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА В ГУСЬ-ХРУСТАЛЬНОМ РАЙОНЕ ВЛАДИМИРСКОЙ ОБЛАСТИ

Р.В. Репкин, А.А. Шульгин Владимирский государственный университет, г. Владимир

В настоящее время, в связи с переустройством системы природопользования, является актуальным изучение современного состояния лесных экосистем.


101

Нами предпринята попытка, показать состояние и динамику изменения лесных ресурсов и системы их управления на территории Гусь-Хрустального района Владимирской области.

Поставлены следующие задачи: изучить организацию и ведение лесного хозяйства; выявить организации, осуществляющие лесохозяйст-венную деятельность в современных условиях; проанализировать экологическое и санитарное состояние лесного фонда; сравнить лесное хозяйство Гусевского с Судогодским районом и бассейном реки Судогда; дать заключение о состоянии лесного фонда в изучаемых объектах.

В процессе выполнения работы используются: камеральные, статистические, картографические, аналитические методы исследования.

Объектом исследования является Гусь-Хрустальный район Владимирской области. Административный район с центром в городе Гусь-Хрустальный расположен в юго-западной части области и занимает территорию в 4322 км2. Район расположен в северо-восточной, или Владимирской, части Мещерской низменности, которая в свою очередь является частью огромной системы зандровых равнин Среднерусской полосы, протянувшейся от Полесья на западе до Балахнинской низменности на востоке, которые и создают неповторимые по индиви-дуальности ландшафты. Для Гусь-Хрустального района в настоящее время характерна в общем довольно благоприятная экологическая обстановка. Это подтверждается самым большим процентом лесистости среди других районов области, сохранившимися редкими видами организмов, самым большой площадью охраняемых территорий.

Среди охраняемых территорий особое место занимает единственный в области Национальный Природный Парк “Мещера”, площадью около 120 тыс. га, есть два охотничьих заказника, один ботанический, один комплексный, один мирмекологический (муравьиный), и 14 памятников природы.

До вступления в силу с 1 января 2008 года нового лесного кодекса, контроль за лесными ресурсами на территории района осуществлялся тремя лесхозами. После 1 января 2008 года проведена структурная реорганизация хозяйствующих субъектов: на базе лесхозов были образованы лесничества, контроль за которыми осуществляется департаментом управления природными ресурсами. Бывшие лесничества,


102

преобразованные в лесохозяйственные участки. Земли бывших сельхозформирований присоединились к образованным лесничествам.

На данный период, земли района можно разделить на 4 составные части. К ним относятся: - общая площадь лесных земель Гусевского лесничества (114044 га); - площадь Курловского лесничества (114587 га); - НПП «Мещера», который занимает 118900 га площади района; - земли, не относящиеся к лесным (82469 га): селитебные территории, дороги, проселки, луга, пастбища и др.

Для сравнения лесного хозяйства Гусь-Хрустального района с другим административным районом, были выбраны два объекта: Судогодский район и бассейн р. Судогда, т.к. он захватывает территории обоих районов.

Из исследуемых объектов следует, что Площадь лесных земель и земель, покрытых лесной растительностью Гусь-Хрустального района на порядок выше, чем в Судогодском районе и в бассейне р. Судогда.

Процент лесистости Гусь-Хрустального района в отношении к общей площади составляет 67,8 %, что также выше, чем лесистость в сравнива-емых объектах. Запас насаждения района составляет 36518,4 тыс. м3, что так же превышает запас насаждений в Судогодском районе и в бассейне реки Судогда.

Из динамики общей площади лесных земель Гусь-Хрустального района за ревизионный период с 2003 по 2008 год, следует, что площадь лесных земель покрытых лесной растительностью увеличивается. Это связано с тем, что бывшие с/х угодия раннее эксплуатируемые, зарастают лесной растительностью и относятся к лесным землям. Но главным фактором увеличения лесных земель является повышение интенсивности посадки лесных культур, уход за лесными культурами. В результате этих мероприятий увеличивается и запас насаждений, не смотря на ежегодные пожары и рубки леса.

Из анализа Гусь-Хрустального района следует, что по состоянию на 01.01.2008, покрытая лесом площадь по отношению к количеству лесных земель составляет 92%, что говорит об удовлетворительном состоянии лесов.


103

МИКРООРГАНИЗМЫ ПОЧВЫ И ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С РАСТЕНИЯМИ О.Н. Плеханова, О.Н. Сахно


Микроорганизмы почвы чрезвычайно разнообразны и многочис-ленны. Они оказывают на высшие растения влияние самого различного характера. Так, микроорганизмы участвуют в превращениях соединений азота, серы, железа, фосфора и других элементов в почве, тем самым переводя их в форму, доступную для растений. Без микроорганизмов высшие растения просто не смогли бы потребить и использовать жизненно важные для них питательные вещества [1]. Например, благодаря микроорганизмам родов Azotobacter, Clostridium, Rhizobium, цианобакте-риям и др. происходит фиксация атмосферного азота, который в газообразном состоянии недоступен растениям. В фиксированном же состоянии азот может быть потреблен высшими растениями и превращен в растительный белок.

Косвенное влияние микроорганизмов почвы на высшие растения может носить не только положительный, но и отрицательный характер. Так, при определенных условиях имеющиеся в почве минеральные формы азота переходят в недоступные для растений соединения. Один из таких процессов возникает вследствие бурного развития микроорганизмов, которые потребляют азот и переводят его в белок цитоплазмы. Подобный процесс называют иммобилизацией азота.

Микроорганизмы почвы и высшие растения оказывают не только косвенное взаимовлияние, но и непосредственно взаимодействуют. На поверхность корней и надземных частей растений выделяются органические соединения, синтезированные растительным организмом. Это явление называют экзосмосом. В зависимости от многих причин интенсивность экзосмоса может быть большей или меньшей. Количество соединений, выделяемых растениями в течение жизни, может составлять до 10% растительной массы и более.

При корневом экзосмосе образуются различные органические кислоты – яблочная, янтарная, винная, лимонная, щавелевая и др. Обнару-жены и сахара, представленные альдозами и кетозами, а также некоторые аминокислоты (аланин, лизин и др.). Состав продуктов экзосмоса отдельных растений в той или иной степени различается [1].


104

В выделениях корней присутствуют физиологически активные соединения – витамины, ростовые вещества, иногда алкалоиды и т. д. Многие из них в некоторых количествах выделяются и надземными, органами растений. Поэтому на корнях и надземных органах растений обильно размножаются сапротрофные микроорганизмы. Подобное явление обусловливает образование биологических сообществ, основанных на взаимодействии растений с широким спектром почвенных микроорганиз-мов, которые поселяются на поверхности корней или проникают в растительные ткани. Получая от растений доступное органическое вещество (корневые выделения некоторых растений составляют до 30% синтезируемой ими биомассы), почвенные микроорганизмы поставляют своим партнерам легкоусвояемые соединения азота и фосфора, синтезируют стимулирующие развитие растений фитогормоны и витамины, снижают численность и подавляют активность почвенных фитопатогенов [2].

В составе микрофлоры зоны корня обычно выделяют «корневые» микроорганизмы, поселяющиеся на самой поверхности корня, - микроорганизмы ризопланы. Отдельно рассматривают группу микробов, обитающих в слое почвы, прилегающем к корню, - микроорганизмы ризосферы. Количество микроорганизмов на поверхности корня и в ризосфере в сотни раз больше, чем в остальной массе почвы. В зоне молодого корня в основном размножаются неспорообразующие бактерии (Pseudomonas, Mycobaсterium и т.д.). Здесь же встречаются микроскопи-ческие грибы, дрожжи, водоросли и другие микроорганизмы [3].

Способность специфичных групп микроорганизмов развиваться в ризосфере определенных видов растений и оказывать положительное или негативное воздействие определила необходимость чередования культур, т. е. севооборота.

Токсичные для растений вещества могут накапливать в почве многие микроорганизмы, развивающиеся в ризосфере растений и на растительных остатках. Так, в результате жизнедеятельности бактерии рода Pseudomonas образуются феназинкарбоновая кислота, диацетилфлороглюцин и другие соединения, вредные для растений. Поскольку каждому растению в почве сопутствует определенный ценоз микроорганизмов, это сказывается на накоплении определенных фитотоксичных соединений.


105

Состав микрофлоры ризосферы меняется с возрастом растений. Например, бациллы, актиномицеты и целлюлозоразлагающие микроорга-низмы, практически отсутствующие в ризосфере молодых растений, появляются на более поздних стадиях их развития. Очевидно, отмеченная группа микроорганизмов живет не за счет экзосмоса растений, а принимает активное участие в разложении отмирающих корней.

Микрофлора поверхности корня несколько отличается по составу от микробного ценоза ризосферы. Так, в ризоплане богаче представлен род Pseudomonas, слабо размножаются Azotobacter, целлюлозоразлагающие и некоторые другие микроорганизмы, которых много в ризосфере [3].

Сделаны попытки доказать, что зоне корня каждого вида растений свойственны строго специфичные группы микроорганизмов, практически не размножающиеся в ризосфере других растительных организмов. Действительно, можно отметить определенную перегруппировку отдель-ных микроорганизмов в зоне корня различных растений. Это определяется составом корневых выделений и органических остатков, которые у растений имеют некоторые особенности. Например, известно, что клубеньковые бактерии обильнее размножаются в ризосфере бобовых растений [4].

В последнее время установлено, что среди различных предста-вителей ризосферных микроорганизмов имеются отдельные виды, обладающие способностью не только находиться и размножаться на корнях растений, но и проникать в корни, а затем мигрировать в стебли и листья. Такие микроорганизмы отнесены к эндофитным ризобактериям, т.е. организмам, способным жить и размножаться в тканях высших растений (корнях, стеблях, листьях).

Из всех почвенных микроорганизмов, связанных с высшими растениями, пожалуй, стоит особо выделить азотфиксирующие. По способности вступать во взаимодействие с растениями они делятся на симбиотические (развиваются в образованиях на корнях – клубеньках (или узелках) – и находятся в симбиотических отношениях с растением) и несимбиотические. Несимбиотические микроорганизмы, в свою очередь, делятся на свободноживущих азотфиксаторов (непосредственно не связаны с корнем растения) и обитателей ризосферы [2].

Первым из свободноживущих азотфиксаторов был открытый С. Н. Виноградским в 1893 г. Clostridium pasteurianum. Существует и ряд других


106

свободноживущих азотфиксирующих бактерий, например, бактерии рода Azomonas, рода Beijerinckia, рода Derxia. В воде рисовых полей, в различных водоемах распространены азотфиксирующие анаэробные фототрофные пурпурные серобактерии (Chromatium, Thiocapsa, Thiocystis и др.), пурпурные несерные бактерии (Rhodospirillum, Rhodopseudomonas и др.) и зеленые серобактерии (Chlorobium, Pelodictyon и др.) [3].

Рост и развитие ассоциативных бактерий связаны с поступлением к ним от растений легкодоступных источников углерода и энергии в виде корневых выделений (сахаров, органических кислот и других органических веществ), а также корневого отпада и опада [4].

Симбиотические азотфиксирующие микроорганизмы выделены М. Бейеринком в 1888 г. из корневых клубеньков (бородавчатых наростов) бобовых растений. Бактерии в клубеньках питаются органическими соединениями, синтезированными растением, а растение получает из клубеньков связанные соединения азота. Так, между бактериями и растениями устанавливаются симбиотические взаимоотношения. Клубень-ковые бактерии, заражающие корни различных видов бобовых растений, несколько отличаются друг от друга, однако их рассматривают как группы родственных организмов.

У многих небобовых растений, как древесных и кустарниковых, так и травянистых, также существуют корневые клубеньки, способные связывать молекулярный азот. Фиксация азота в таких случаях, как и у бобовых, основана на симбиозе с прокариотами. У древесной и кустарни-ковой растительности клубеньки чаще всего образуются азотфикси-рующими актиномицетами, у травянистой – бактериями.

Установлено также, что корневая система подавляющего большин-ства наземных растений образует с грибами так называемую микоризу, которая, несомненно, имеет симбиотический характер. Наличие и отсутствие микориз, а также особенности их строения зависят преиму-щественно от систематического положения растения-хозяина. У высших споровых растений не имеют микориз спорофиты плаунов и хвощей. Голосеменные все микотрофны. Среди покрытосеменных не имеют микориз осоковые, ситниковые, капустные (крестоцветные), маковые, гвоздичные, большинство гречишных и маревые. Бобовые растения, находящиеся в симбиозе с бактериями, имеют и микоризу. В целом микоризы широко распространены среди самых разнообразных групп


107

растений, как семенных, так и архегониальных. Водные растения не имеют микоризы [5].

Внешний вид и внутренняя структура микориз могут сильно варьировать. Различают эктотрофную, эндотрофную и переходную (экто-эндотрофную) микоризы. Растения с микоризой легче поглощают влагу при ее дефиците в почве и поэтому легче переносят засуху. Грибы-микоризообразователи минерализуют многие органические соединения, в результате чего улучшается питание растения [2].

Кроме того, грибы микоризы продуцируют биологически активные вещества и благодаря этому содействуют росту растений. Некоторые грибы-симбионты разрушают гумус.

Во Владимирской области, как, впрочем, и во многих других областях Российской Федерации, произрастает много высших растений, находящихся в симбиотических отношениях с микроорганизмами почвы. Например, клевер, фасоль, горох, люцерна и еще ряд других представи-телей семейства бобовых образуют симбиотические ассоциации с клубень-ковыми бактериями. Имеются и небобовые растения, фиксирующие азот в симбиозе с прокариотами. Так, ольха (Alnus) взаимодействует с азотфикси-рующими актиномицетами рода Frankia (аэробными организмами, с септированным мицелием, образующим спорангии), в результате чего образуются корневые клубеньки кораллового типа [5].

Следует также отметить, что во Владимирской области уже в начале 20 века активно применяли чередование сельскохозяйственных культур, основываясь на знаниях о неблагоприятном воздействии на плодородие почвы длительного возделывания на поле одной и той же культуры. Уже тогда владимирским агрономам было известно о таком явлении как «почвоутомление», которое может быть вызвано деятельностью почвен-ных микроорганизмов. В результате в большинстве уездов Владимирской области (Суздальский, Переславский, Ярославский и др.) в 20-х годах 20 века была введена практика трехпольного и многопольного севооборотов. Очевидно, что знания об основных закономерностях взаимодействия почвенных микроорганизмов и высших растений имели большое значение для развития сельского хозяйства Владимирской области.

Таким образом, можно сделать вывод, что существование высших растений принципиально невозможно при отсутствии связи с микроорга-


108

низмами почвы, в свою очередь почвенные микроорганизмы не могли бы существовать без взаимодействия с растениями.

Библиографический список 1. Алешин Е.П. Пономарев А.А. Физиология растений. – 2-е изд., перераб. и доп.- М.:Агропромиздат, 1985. – 107 с.

2. Горышина Е.М. Экология растений. – М., 1979. – 321 с. 3. Емцев В.Т. Микробиология: Учебник для вузов/ В.Т. Емцев, Е.Н. Мишустин.-5-е изд., перераб. и доп. – М.: Дрофа, 2005. – 325 с.

4. Звягинцев Д.Г. Почва и микроорганизмы. – М., 1987. – 114 с. 5. Лархер В. Экология растений. – М.: Мир,1978. – 124 с.


ТРАНСГЕННЫЕ РАСТЕНИЯ: МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

А.А. Хлебцова, О.Н. Сахно Владимирский государственный университет, г. Владимир

В течение последних десятилетий ученые обращают внимание

политиков и общественности на неутешительные прогнозы развития цивилизации, связанные с быстрорастущим потреблением сельско-хозяйственных продуктов на фоне снижения площади посевных земель. Решение данной проблемы возможно путем более эффективного использования сельскохозяйственных земель, на основе новых высокопродуктивных сортов растений. Получение новых сортов в необходимом количестве и в короткие сроки методами традиционной селекции невозможно. Ускорить процесс можно путем крупномасштаб-ного использования новых молекулярно-генетических технологий для получения трансгенных растений, позволяющих применять эффективные методы агротехники и получать гарантированно высокий урожай [1].

Цель данной работы – дать краткую характеристику методам получения трансгенных растений, показать перспективы их использования в сельскохозяйственной практике, пищевой промышленности, медицине, а также обратить внимание на существующие проблемы.


109

Сбор материала, его обобщение и систематизация, были весьма затруднительны, потому что в источниках существует много разногласий, много точек зрения. Так как генная инженерия большое развитие получила именно в наши дни, то еще очень мало выпущено книг, посвященных этой теме, и поэтому в работе использовались статьи, найденные в Internet.

Трансгенными называют те виды растений, в которых успешно функционирует ген (или гены), пересаженные из других видов растений или животных. В литературе распространен термин «генетически модифицированные организмы» (ГМО), который можно применять и к растениям. Трансгенное растение становится обладателем новых (ранее не свойственных именно этому растению) полезных для человека свойств: повышенной устойчивости к гербицидам, вредителям, вирусным и другим болезням. Пищевые продукты, полученные из таких генетически измененных культур, могут иметь улучшенные вкусовые качества, лучше выглядеть и дольше храниться. Также часто такие растения дают более богатый и стабильный урожай, чем их природные аналоги [3].

Получение трансгенных растений считается на данный момент одной из перспективных и наиболее развивающихся направлений биотехнологии в сфере агропроизводства. Трансгенные растения, создан-ные человеком за короткий период в большом количестве, не имеют аналогов в природе.

Существует несколько достаточно широко распространенных методов для внедрения чужеродной ДНК в геном растения.

Метод 1. Распространенный способ внедрения чужих генов в наследственный аппарат растений основан на свойствах болезнетворной для растений бактерии Agrobacterium tumefaciens (лат. – полевая бактерия, вызывающая опухоли). Эта бактерия обладает способностью встраивать в хромосомы заражаемого растения часть своей ДНК, которая заставляет растение усилить производство гормонов, и в результате некоторые клетки бурно делятся, возникает опухоль. Для генной инженерии специально выведен штамм агробактерии, лишенный способности вызывать опухоли, но сохранивший возможность вносить свою ДНК в растительную клетку. В дальнейшем нужный ген клонируют в Agrobacterium tumefaciens и затем растение заражают этой бактерией, после чего инфицированные клетки растения приобретают нужные свойства. Последующую работу выполняют


110

биологи, владеющие методами выращивания растений из отдельных клеток.

Метод 2. Клетки, предварительно обработанные специальными реагентами, разрушающими толстую клеточную оболочку, помещают в раствор, содержащий ДНК и вещества, способствующие ее проникно-вению в клетку (например, полиэтиленгликоль). После чего выращивают из одной клетки целое растение.

Метод 3. Одним из широко применяемых методов является использование «ДНК-пушки» – бомбардировка растительных клеток специальными, очень маленькими (диаметром 1-2 микрона) вольфрамо-выми пулями, покрытыми подготовленными к переносу участками молекулы ДНК. С некоторой вероятностью такая «пуля» может правильно передать генетический материал клетке и так растение получает новые свойства. Проделываемые в стенке клетки отверстия быстро заживают, а "пули", застрявшие в протоплазме, так малы, что не мешают клетке функционировать [2].

В настоящее время при создании трансгенных растений преследуют следующие цели:

1) Повышение урожайности. 2) Сокращение сроков вегетации и получение нескольких урожаев в год.

3) Приобретение растениями токсичности для некоторых видов вредителей.

4) Повышение устойчивости к неблагоприятным климатическим условиям.

5) Приобретение растениями способности синтезировать определенные белки животного происхождения.

6) Получение растений со свойствами вакцин. При достижении поставленных целей биотехнология трансгенных

растений позволяет решить комплекс агротехнических, продовольствен-ных, технологических, фармакологических и других проблем [6].

Площади посева трансгенных растений постоянно растут. Очевидно, сейчас они превышают 50 млн. га, что составляет около 3 % от площади занятых под посевы земель. Их товарное производство налажено в США (47,6 млн. га), Аргентине (16,2 млн. га), Канаде (5,4 млн. га), Китае (3,7


111

млн. га), Парагвае (1,2 млн. га), ЮАР (0,5 млн. га), Австралии (0,2 млн. га), Мексике (0,1 млн. га), Испании (0,1 млн. га), Румынии (0,1 млн. га).

В ближайшие годы ожидается дальнейшее быстрое увеличение площадей занятых трансгенными растениям. Такой бурный рост во многом вызван необходимостью прокормить быстро увеличивающееся население планеты.

Агробизнес в этой сфере развивается стремительными темпами и по уровню инвестиций и динамики увеличения прибылей сравним только со сферой компьютерных технологий. Суммы продаж исчисляются многими миллиардами долларов [7].

Основной генетически измененной культурой является соя (35,7 млн. га – 63 % общего количества земель). Далее следуют кукуруза (10 млн. га), трансгенный хлопок (6,8 млн. га) [5].

Как и во всем мире, в России происходит сокращение площади земель сельскохозяйственного назначения. Это должно стимулировать действия, направленные на повышение эффективности использования земель и на получение трансгенных растений. Однако в России действует законодательство, жестко регламентирующее испытания трансгенных растений, минимальный срок которых около пяти лет: каждое трансгенное растение, прежде чем попадет на поле, должно пройти весьма длинный путь. Еще одним фактором, затрудняющим коммерциализацию трансген-ных растений, созданных российскими учеными являются права интеллектуальной собственности. Все основные методы, гены и векторные конструкции защищены патентами [4].

Мнения ученых о влиянии трансгенов на человека и среду противоречивы: одни считают, что трансгенные растения с измененной наследственной программой потенциально опасны для наследственного аппарата человека, другие – что без применения биотехнологии на этой планете в будущем просто не прокормиться.

Один из основных аргументов противников трансгенов – возможные в результате их употребления нарушения здоровья. Употребление таких продуктов ведет к увеличению риска возникновения опасных аллергий, пищевых отравлений и мутаций. Специалисты утверждают, что большин-ство известных трансгенных растений не погибают при массовом использовании сельскохозяйственных химикатов и могут их аккумулиро-


112

вать. Кроме того, результатом употребления трансгенов может стать невосприимчивость к антибиотикам.

Большинство ученых-противников использования трансгенных организмов считают, что они могут быть опасны не только для здоровья человека, но и для окружающей среды.

Широкое культивирование таких растений ведет к следующему: 1) снижению сортового разнообразия; 2) сокращению видового разнообразия; 3) возникновению сорняков, бороться с которыми крайне сложно; 4) нарушению естественного контроля вспышек численности вредителей;

5) появлению устойчивых разновидностей насекомых; 6) нарушению естественного плодородия почв. В будущем внедрение чужеродных природе генетически

модифицированных растений может поставить под угрозу все сельское хозяйство, поскольку селекция и создание новых сортов зависит от разнообразия естественных генетических ресурсов [1].

Однако ряд ученых утверждает, что проблема, связанная с вредным воздействием трансгенов на человека и среду, является «надуманной».

Как отмечают специалисты, за двадцать лет не было получено ни одного свидетельства вредности генетически модифицированной пищи. Более строгие проверки, в свою очередь, делают её даже более безопасной, чем обыкновенная. В отличие от противников генетически модифициро-ванных продуктов, которые видят в них «угрозу продовольственной безопасности» России, сторонники трансгенов такую угрозу видят в отказе от них. Основные «последствия» применения генетически модифициро-ванных растений, по мнению сторонников трансгенов, заключаются в следующем.

1) Повышение продуктивности сельскохозяйственных культур. 2) Применение генетически модифицированных растений позволяет увеличить производство сельскохозяйственной продукции, не расширяя площади пахотных земель.

3) Уменьшение ущерба окружающей среде от использования ядохими-катов.

4) Экономическая выгода [5].


113

В пользу трансгенов говорят и успехи в другом направлении биотехнологий – создания новых лекарств и вакцин. Человечество успешно использует полученные генно-инженерным способом инсулин, интерферон, вакцину против вирусного гепатита B и другие препараты. Сегодня на плантациях многих развитых стран выращиваются целые биофабрики лекарств [1].

Пока в Европе продолжается полемика относительно потенциальной опасности использования трансгенных растений, последние уже принесли заметную пользу в тех странах, где они выращиваются в достаточно больших масштабах, в частности, благодаря значительному сокращению применения пестицидов.

Согласно оценкам на биобезопасность, нет никаких оснований считать, что генетически модифицированный продукт вреднее или опаснее аналогичного традиционного. В то же время, в России вводится обязательная маркировка таких продуктов, единственной целью которой является более полное информирование покупателя о происхождении приобретенного товара [6].

По-прежнему остается открытым вопрос об опасности, связанной с неконтролируемым переносом полученной в лаборатории генетической информации (молекулы ДНК) в окружающую среду, т. е. в ДНК диких растений.

Библиографический список 1. Достоинства и недостатки трансгенных животных и растений в материале корреспондента "Российской газеты" http://www.rg.ru/ teoria/ articles/henet/29.htm

2. Как создают трансгенные растения (материал Ю. Фролова) http://nauka.relis.ru/08/9810/08810024.htm

3. Научная сеть // http://nature.web.ru/db/msg.html?mid=1178029 4. Трансгенные растения в системе фитосанитарной оптимизации растениеводства в России В.А. Захаренко, Академик Российской Академии сельскохозяйственных наук // http://www.rusbio.biz/ ru/zah.shtml

5. Трансгенные растения – сделано в России. На вопросы корреспондента электронного издания "Крестьянские новости" отвечает заместитель директора центра "Биоинженерия" РАН,

http://www.rg.ru/

http://nauka.relis.ru/08/9810/08810024.htm

http://nature.web.ru/db/msg.html?mid=1178029

http://www.rusbio.biz/


114

заведующий лабораторией генома растений Дмитрий Дорохов. http://www.mtszerno.ru/grain/analit/trans.html

6. Трансгенные растения Статья Елены Муляровой (Gazeta.ru), посвященная трансгенным растениям http://gazeta.msk.ru/dossier/27-07-1999_transgen_Mailed.htm

7. Трансгенный рынок. Обзор проблем рынка трансгенных растений с точки зрения различных специалистов (врачей, экологов, экономистов, ученых и т.д.) http://www.2000-online.ru/archive/ may00/food/right.asp


ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ПОЧВ БАССЕЙНА РЕКИ СУДОГДЫ

Р.В. Репкин, Е.А. Савельева Владимирский государственный университет, г. Владимир

В июле 2007 года совместно с кафедрой почвоведения МГУ заложен поперечный профиль бассейна реки Судогда. Изучены почвенно-растительные взаимосвязи. Почвенные разрезы заложены не в случайном порядке, а по положению в рельефе с запада на восток, начиная с вершины водораздела, включая склон, пойму и противоположную вершину.

Целью работы является установление взаимосвязи почвенного покрова и типов растительности в зависимости от положения в рельефе бассейна р. Судогды.

Поставлены следующие задачи: соотнести типы почв и раститель-ности, сопоставить ландшафтные особенности двух катен поперечной транссекты бассейна, из описанных разрезов составить ландшафтный профиль поперечного разреза бассейна реки Судогды.

В ходе исследования использовались методы: камеральные (ознакомление с картографическими источниками), лабораторные (физико-химические анализы, химические анализы), аналитические (анализ почвенно-растительных взаимосвязей).

Бассейн реки Судогды интересен своим местоположением. Он располагается на границе природных округов: Мещеры (включающей ландшафты Судогодского высокоречья и Гусевско-Колпьевского между-

http://www.mtszerno.ru/grain/analit/trans.html

http://gazeta.msk.ru/dossier/27

http://www.2000-online.ru/archive/


115

речья) и западного склона Окско-Цнинского вала Коврово-Касимовского карстового плато. Такое положение бассейна вызывает неоднородность в гидрологическом режиме, особенности формирования почвенно-растительного покрова в пределах геосистем притоков Судогды.

Естественная растительность представлена лесами, различными типами лугов и болотами.

В лабораториях факультета химии и экологии ВлГУ проведены физические анализы по определению плотности твердой фазы, гигроскопической влажности, механического и агрегатного составов. В МГУ на кафедре почвоведения проведены химические анализы: Ph, гидролитическая кислотность по методу Тюрина, обменные основания Ca, Mg; гранулометрический состав методом пипетки Качинского.

Известно, что растительность играет большую роль в почвообразо-вании. В работе мы попытались проследить закономерности изменения свойств почв, в связи с влиянием различных растительных сообществ.

В катене отмечается следующее распределение типов раститель-ности в зависимости от положения в рельефе: вершины водораздела заняты луговой злаковой растительностью. Ниже по склону произрастают смешанные и сосновые леса. Более увлажненные элементы рельефа, которые получают дополнительную влагу с повышений – пойма реки – заняты таволговым лугом. Это объясняется тем, что травянистая растительность лучше приспособлена к менее проточным условиям местообитания по сравнению с лесными ценозами.

В ходе лабораторных анализов была выявлена связь между показателями плотности твердой фазы почвы и произрастанием различных видов растений.

Оценка значений плотности почв показывает, что они различаются под разными растениями. Для смешанного леса в горизонте А1 характерны значения 2,24-3,5 г/см3, с увеличением глубины плотность твердой фазы уменьшается в пределах 1,9-2,83 г/см3.

Под сосновыми посадками в верхнем горизонте плотность твердой фазы представлена средним значением 2,41 г/см3, с глубиной диапазон изменяется от 2,16 до 2,66 г/см3.

Таволговому лугу присущи высокие показатели 2,83-3,01 г/см3. Разнотравные луга имеют более низкие значения, которые

прослеживаются по всей глубине почв 1,62-2,66 г/см3.


116

Очевидно, что, поселяясь на почве, растения изменяют ее плотность и для каждого вида характерна специфическая плотность твердой фазы почв.

Под различными растительными ассоциациями выявлена определен-ная закономерность в распределении фракций механического состава по горизонтам почвы. С увеличением глубины залегания почвы наблюдается переход от более крупных песчаных фракций к мелким суглинистым и глинистым. Под смешанными лесами в горизонте А1 характерно наличие песка и супеси, в горизонте А2 - супеси, в горизонте В/ВС - супеси и легких суглинков.

В сосновом лесу в горизонте А1 преобладают супеси, а в горизонтах А2 и В/ВС легкие суглинки.

В разнотравных злаковых лугах по всей глубине залегания почвен-ных горизонтов преобладают легкие суглинки, а в таволговом лугу – средние и тяжелые суглинки.

По нашим данным определена зависимость показателя гигроскопической влажности от механического состава. В большинстве случаев значения варьируются в песчаных и супесчаных почвах в диапазоне 0,2-1,63%, в суглинистых почвах показатели увеличиваются– 1,7-3,2%.

Потребление воды различными растениями осуществляется по- разному. Более всего иссушают почву брусника, черника, черноголовка и др., значительное количество влаги обнаружено под кислицей и костяникой, полынью горькой. По нашим данным обнаружено наличие в микрогруппировках таких растений, как папоротник мужской (р. 7-2), костяника (р. 6-1,7-2), полынь горькая (р. 4-12), зверобой продырявленный (р. 6-1, 3-11).

В ходе лабораторных анализов были выявлены зависимости показателей плотности твердой фазы и гигроскопической влажности от положения элементов рельефа. Показатель плотности твердой фазы почвы имеет максимальные значения в средней части склона и в пойме 3,01-3,5 г/см3, меньшие значения на вершинах водоразделов 2,41-2,66 г/см3.

Наибольшие значения гигроскопической влажности определены в пойме реки 8,73%, понижаются на вершинах водоразделов 3,06-3,2%. Это связано со степенью увлажнения почвенного профиля по всей глубине


117

залегания. На вершинах водоразделов – поверхностный сток и фильтрация, в пойме – заболоченность и расход грунтовых вод.

В МГУ проводились химические анализы. При определении рН выявлено, что на западном склоне бассейна

залегают кислые почвы, на вершине водораздела диапазон рН варьирует от 5,02 до 5,59, здесь преобладают разнотравные луга, смешанные леса и посадки сосны. В пойме реки на таволговом луге рН приближается к нейтральным значениям 6,82-6,85. На восточной вершине водораздела преобладают почвы с ярко выраженными основными свойствами рН = 7,24-7,5. Определено, что с увеличением глубины залегания почвенного профиля, значения рН увеличиваются во всех типах почв.

Эти результаты подтвердились в ходе исследований степени насыщенности почвы основаниями. Максимальные значения 99,00-99,38% определены на восточной вершине водораздела бассейна на территории разнотравного луга. Немного уменьшаются показатели в пойме реки, где расположен таволговый луг – 85,53-92,58%. На западном склоне под посадками сосны значения варьируют в пределах 18,72-37,70%, немного повышаясь на разнотравном луге – 45,75-64,55%.

Количество гумуса в почвах преобладает на западном склоне бассейна. Для сосновых посадок характерны значения в верхних горизонтах в пределах 3,81%, для разнотравных злаковых лугов – 5,27%. Максимальное значение 16,98% определено в пойме реки в районе таволгового луга. На восточной вершине водораздела значения варьируют в пределах 0,29-0,67%.

Таким образом, особенности растительного покрова, степень его антропогенной деформации существенно влияют на структуру и генезис почв, формирование овражно-балочной сети, химический состав почв, воды; на свойства самой почвы: содержание гумуса, обменных катионов, рН, плотность, влажность.

Главной задачей изучения бассейна является обоснование принимаемого решения в области природопользования, таким образом, чтобы последствия его выполнения оказались минимально ущербными для природы и максимально выгодными для экономики и общества.



118

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СТИМУЛЯТОРОВ РОСТА В СЕМЕННОМ РАЗМНОЖЕНИИ ОДНОЛЕТНИХ ЦВЕТОЧНЫХ КУЛЬТУР

И.Е. Князьков, Е. Ю. Кулагина, А.С. Лисятникова Владимирский государственный университет, г. Владимир

В период прохождения общеэкологической практики в ботаническом саду ВлГУ, студенты проводили изучение некоторых биостимуляторов, рекомендованных к применению в растениеводстве. В садоводстве и цветоводстве в настоящее время широко используются регуляторы роста и развития растений. Примерно половина из них это соли гуминовой кислоты, влияющие в основном на микробиологическую активность почвы и ее обменно-поглотительную способность. Это такие препараты как гумисол, гумистар и гумат калия.

Другую часть составляют экзогенные фитогормоны растений искусственного происхождения.

Они достаточно разнообразны как по химическому составу, так и по воздействию. Это могут быть вещества ауксинового (корневин, гетероауксин), гиббереллинового (завязь, гибберсиб) или цитокининового спектра действия (аденин и кинетин). К недавно открытым фитогормонам относят брассиностероиды и жасминовую кислоту. Для этих фитогор-монов и особенно брассинолидов характерна задержка роста при высоких концентрациях и выраженное иммуномодулирующее влияние, поэтому растение вырабатывает брассинолиды в различных стрессовых условиях. Добавленные экзогенно они способны выступать в роли адаптогенов при засухе, повреждении морозами, послепересадочном стрессе, связанном с повреждением корневой системы.

Фитогормоны – это сравнительно низкомолекулярные соединения (Мол. масса = 28-346), в малых концентрациях (10-13 - 10-5 моль/л) стимулирующие (гормоны роста: цитокинины, ауксины и гиббереллины) деление клеток, их растяжение и вызывают переход к другой фазе онтогенеза. Высокие концентрации ростовых фитогормонов являются ингибирующими, как и более низкие концентрации гормонов стресса и покоя (этилен и абсцизовая кислота). В растительных тканях содержится целый комплекс различных гормональных соединений, а конкретная программа развития этой ткани зависит как от их концентрации, так и соотношения различных веществ.


119

Таким образом, одно и то же соотношение фитогормонов для одного процесса морфо- и онтогенеза будет оптимальным, для другого –достаточно благоприятным, а для третьего – ингибирующим. Экзогенно добавленные стимуляторы, накладываются концентрационно на их внутриклеточное содержание и могут, как усилить, так и полностью ингибировать ранее протекающий физиологический процесс.

Так как производители этих препаратов не делают различий в рекомендациях по использованию стимуляторов на разных видах растений, а эндогенный баланс фитогормонов у разных видов существенно отличается, мы решили исследовать влияние «оптимальной» (рекомендо-ванной) концентрации. Также были опробованы двойная и половинная дозы от рекомендованной производителями. В эксперименте были использованы гумистар – препарат гуминовых кислот и эпин – брассинолид. Влияние этих веществ изучали при семенном размножении тагетеса прямостоячего (Tagetes erecta) на стадии проращивания семян и дальнейшего влияния на рост сеянцев. Препаратами обрабатывали семена эпином в течение 1 суток, а гимистаром в течение 3 суток и затем высевали их в 3 стандартных контейнера по 50 штук. Контрольный вариант семян замачивали на сутки в воде. Дозовая кривая соответственно имела 4 концентрационные точки:

1) без стимулятора; 2) половинная доза (0,05 мг/л воды для эпина и 0,25 мл/г семян для гумистара);

3) рекомендованная доза (0,1 мг/л воды для эпина и 0,50 мл/г семян для гумистара);

4) двойная доза (0,2 мг/л для эпина и 1,0 мл/г семян для гумистара). В дальнейшем (сообразно инструкции к применению) сеянцы в

опыте с гумистаром поливали этим препаратом (1 раз в неделю в концентрации 1/50, разбавляя его водой).

Прочие условия эксперимента (освещение, полив, состав почвы, ее количество в контейнере) были аналогичными во всех случаях.

Влияние стимуляторов изучали на следующие процессы и характеристики роста:

1. всхожесть семян, определяемую как в абсолютном значении (в процентах от всех 150 посеянных семян), так и в относительном (в процентах по отношению контрольного образца);


120

2. энергию прорастания семян по скорости прорастания и выравнен-ности этого показателя в общей партии семян;

3. скорость роста (длина прироста за неделю и месяц); 4. размер листовой пластинки (ее длину и ширину); 5. количество листьев (или междоузлий) на проростке; 6. размер корневой системы (по суммарной длине корней в конце периода выращивания);

7. среднюю длину междоузлия (по соотношению общей высоты расте-ния и количеству междоузлий). Количество проростков подсчитывали ежедневно, а длину прироста,

размер листьев и их количество – 1 раз в неделю. В опыте с «гумистаром» было показано, что препарат индуцировал

быстрое прорастание семян и высокую энергию развития на начальном этапе. Эти показатели были более высокими в варианте с рекомендованной (стандартной) концентрацией препарата. В дальнейшем растения в контрольном варианте по еженедельному приросту стали опережать все три обработанных образца. На третьем этапе (после прекращения поливов препаратом) скорость роста и степень развития всех растений выровнялись.

Это свидетельствует: о преимущественном стимулирующем воздействии гумистара на этапе прорастания, а также о долговременном эффекте его воздействия. В результате перенасыщение почвы препаратом создало неблагоприятные условия для роста растений. Это можно объяснить как его преимущественным влиянием на проницаемость семенных покровов и проводимость тканей зародыша семени при набухании и прорастании семян, так и классическим проявлением химического воздействия концентрационного экологического фактора (высокие концентрации ингибировали развитие).

Эксперимент показал, что производители рекомендовали действительно оптимальную концентрацию соединения в период предпосевного замачивания, но их требование по продолжению использования препарата на последующих этапах выращивания были неоправданны, сильно ингибируя развитие растений.

В отношении эпина была получена следующая картина. Усиление всхожести семян наблюдали лишь на половинной концентрации препарата. На стандартной (рекомендованной) и двойной дозе брассинолида


121

количество проросших семян сократилось вдвое. Однако двойная концентрация эпина (0,2 мг/л) значительно стимулировала последующий рост растений, которые опережали в развитии как контрольные, так и два других опытных образца.

Таким образом, можно сделать вывод, что действие эпина видоспецифично в отношении разных физиологических процессов. Стимулирующее влияние на прорастание семян проявляется на малых концентрациях, а стимуляция последующего развития на дозах в 4 раза более высоких.

Это можно объяснить: – более классической «гормональностью» действия эпина по сравне-нию с препаратом гумистар;

– более высокой чувствительностью семян к концентрации эпина на стадии прорастания, чем в более поздние фазы развития;

– разной гормональной «матрицей», запускающей в растении процессы, отличающиеся по времени их протекания (фазе развития растения). Это диктует более осторожное использование эпина в отношении

разных видов растений и фаз их развития.

ИЗУЧЕНИЕ ПРОТИВОЭРОЗИОННОЙ СПОСОБНОСТИ РАСТИТЕЛЬНЫХ

БИОЦЕНОЗОВ НА ТЕРРИТОРИИ БАССЕЙНА РЕКИ ЛЫБЕДЬ И.Е. Князьков, М.М. Спирина, Ю.А. Костерина, И.Н. Крашенинников


Слово «эрозия» происходит от латинского erosio, что означает «разъедать», «выгладывать» или «выгрызать». В зависимости от факторов, обусловливающих развитие эрозии, выделяют два основных ее типа – водную и ветровую. В свою очередь, водная эрозия подразделяется на поверхностную (плоскостную) и линейную (овражную) – размыв почвы и подпочвы.

Скорость эрозии превышает скорость естественного формирования и восстановления почвы. По оценкам научных учреждений, почвы сельскохозяйственных угодий России ежегодно теряют около 1,5 млрд. т плодородного слоя вследствие проявления эрозии. Годовой прирост


122

площади эрозированных почв составляет 0,4-1,5 млн. га, оврагов – 80-100 тыс. га. Загрязнения водоемов продуктами водной эрозии по своим отрицательным последствиям не уступают воздействию сброса загрязненных промышленных стоков. Снижение урожая на эрозированных почвах составляет 36-47%. Причиной снижения биопродуктивности почв сельхозугодий является уменьшение запасов гумуса. Ежегодные его потери составляют в среднем 0,62 т/га. Смываемый слой почвы выносится в реки и водоемы, вызывает их заиливание.

Эрозия возникает и развивается при отсутствии или слабой защищенности почвы растениями от воздействия (ударов) дождевых капель, ливневых струй и талых вод. Поэтому чем быстрее развиваются и смыкаются растения, чем более развита мочковатая система поверхностно располагающихся корней, тем лучше защищена почва от разрушающего воздействия воды и ветра.

В период прохождения общеэкологической практики студентов ВлГУ было проведено геоботанические исследование оврагов и явления эрозии в бассейне реки Лыбедь. Образование этих оврагов связано с действием водной эрозии, однако её воздействие ослаблено наличием разнотравного луга.

Было проведено изучение разных биоценозов, расположенных на исследуемой территории по числу видов, численности особей разных видов. Для анализа брали стандартные площадки, размером 2х2 м. По собранному материалу судили о биоразнообразии сообществ. В биоцено-зах выделяли доминирующие виды и оценивали их фитоагрессивность по степени угнетения сопутствующих видов.

Биоценозы характеризовали также по проективному покрытию, что определяет защиту этих территорий от размывающего действия атмосферных осадков, максимальной и средней высоте растений (что свидетельствовало о количестве биомассы на территории).

Была проведена оценка мощности поверхностного корнеобитаемого слоя почвы (изучена его глубина, масса и общая длина корней, их средняя толщина) на образцах почвы стандартного объема (20х20х20 см). Это служило критерием по оценки защищенности склонов от поверхностного стока во время дождя и снеготаяния.

Проанализировав данные полученные в ходе изучения растительности склонов бассейна, мы выявили некоторые закономерности:


123

На выбранных для исследования площадках наблюдалось преобладание таких видов растений как: хвощ полевой, вейник наземный, пижма и клевер. Это говорит о том, что данная местность характеризуется благоприятным микроклиматом для этих видов.

Анализ площадок по средней высоте травостоя на верхнем и среднем уровне южного и западного склонов дал незначительные различия по данному показателю, так как оба склона находятся в практически одинаковых условиях. Но наличие затенения, создаваемого на некоторых площадках деревьями и кустарниками, влияло на ростовые характеристики растений (max и средняя высота растений уменьшалась).

Сравнение верхних площадок южного и западного склона показало, что вейник, клевер и пижма являются растениями индикаторами условий, характеризующихся хорошей освещенностью и умеренным увлажнением. Хвощ – растение космополит произрастало практически на всех площадках. Максимальная задернованность была отмечена для биоценоза: малина, вейник, люпин и т.д. и составляла 18,3см. Данный биоценоз лучше защищает склоны от водной эрозии, так как корневая система растений имеет длинные, разветвленные корни.

Таким образом, биоценозы с наличием корнеотпрысковых кустарни-ков и рыхлокустовых злаков более пригодны для проведения противо-эрозионных мероприятий.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ – проект № 08-05-99011-р_офи. РАЗРАБОТКА КРИТЕРИЯ ДЕНДРОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО

СОСТОЯНИЯ ГОРОДСКИХ ЛАНДШАФТОВ И.Е. Князьков


Растения в городе выполняют эстетические и средорегулирующие функции, защищая прилегающие территории от пыли и шума, формируют микроклимат, активно воздействуя на инсоляцию территории и ее ветровой режим.

В свою очередь, городская растительность подвергается непрерыв-ному воздействию стрессовых экологических факторов: загазованности и запыленности воздуха, высокого содержания тяжелых металлов и


124

растворимых солей в почве, ее гипоксии. Степень угнетения растений обычно прямо пропорциональна силе стрессового воздействия. Таким образом, состояние зеленых насаждений, и прежде всего деревьев, может служить критерием загрязнения урбанизированных территорий.

Дендрологическое обследование включает изучение морфологии и оценку состояния имеющихся на территории деревьев по их ростовым характеристикам. Эти характеристики определяются условиями для роста и развития меристем в конкретных частях кроны дерева, которые зависят от вида (породы), возраста и периода онтогенеза растения, порядка ветвления, положения побега в кроне и условий освещения. При единстве влияния указанных факторов разница в ростовых показателях зависит лишь от загрязнения среды.

Порядок ветвления побегов в дендрологии и растениеводстве, то есть очередность ответвлений от главной оси роста, определяют как «нулевой» для побегов, отрастающих из почвы. «Первый» порядок для побегов располагающихся на «нулевой» оси роста и т.д.

Порядок ветвления свидетельствует о возрасте дерева, об ослабле-нии его роста из-за увеличения осей роста побегов и сопутствующего ослабления корневого питания.

Для характеристики условий роста (загрязнение воздуха и почвы и т.д.), проводят изучение ростовой активности побегов на основе анализа двух наиболее информативных показателей: пробудимости почек и побегообразовательной способности.

Пробудимость почек – это выраженное в процентах соотношение числа всех побегов, выросших из почек на побеге прошлого года к общему числу, имевшихся на этом побеге почек. Высокая пробудимость почек (более 50-60%) свидетельствует о значительном поступлении цитокининов – ростовых гормонов и об относительной «молодости» дерева. Этот признак зависит также от видовой и сортовой особенности растения и условий его роста (загрязнения среды, тормозящей как процесс фото-синтеза, так и поглотительную активность корней, их биосинтетическую способность).

Побегообразовательная способность – это соотношение суммарной длины всех побегов текущего года, образованных на одном побеге прошлого года к длине этого прошлогоднего побега. Как правило, при старении и угнетении дерева уменьшаются и пробудимость почек и его


125

побегообразовательная способность. Для большинства видов значение последнего показателя:

− 1,5-2,0 и выше свидетельствует об активном разрастании надземной части в ювенильный период при благоприятных условиях;

− 1,2-1,5 свидетельствует об активном росте надземной части в благоприятных условиях при хорошо развитой корневой системе;

− 0,9-1,1 свидетельствует о торможении ростовых процессов в репродуктивный период и при нарастающем стрессовом влиянии;

− значение менее 0,8-0,9 свидетельствует об ослаблении ростовых процессов в период старения или при сильном угнетении дерева. Показатели пробудимости почек и побегообразовательной способ-

ности определяют с каждой стороны кроны на 5-10 побегах. Необходимо учитывать также возраст дерева, так как для анализа

различных территорий желательно сравнивать аналогичные экземпляры деревьев. Его можно примерно оценить по числу разновозрастных приростов (отделяющихся друг от друга кольцевыми наплывами на коре в местах пробуждения верхушечных почек) или по степени ветвления побегов.

Период онтогенеза растения определяется возрастом и условиями роста дерева. Каждое растение проходит несколько периодов развития. П.Г. Шитт выделял:

1) период роста, когда дерево только активно растет, без образования цветковых почек;

2) роста и плодоношения, когда начинается цветение и плодоношение, но вегетативный рост побегов очень активный;

3) плодоношения и роста, когда длина вегетативных приростов уменьшается за счет значительных затрат на формирование цветов и плодов. Снижается пробудимость почек и вегетативный рост идет лишь по центральной оси, смещаясь к периферии кроны, из-за чего начинает оголяться центр кроны;

4) плодоношения, когда массовое цветение и плодоношение резко снижают прирост побегов (как и побегообразовательную способность) и пробудимость почек. Центр кроны значительно оголяется;

5) плодоношения и усыхания, когда обильное плодоношение в течение нескольких лет дает чрезмерную нагрузку, и питания не хватает не


126

только на образование новых вегетативных структур, но на поддержание уже сформированных. Центр кроны полностью оголен, начинают усыхать некоторые обрастающие и полускелетные ветви. – Быстрое усыхание кроны свидетельствует о сильном ослаблении растения, которое в условиях города связано в основном с загрязнением воздуха и почвы, накоплением в многолетней древесине токсических соединений;

6) усыхания, плодоношения и роста, - процессы усыхания начинают преобладать и затрагивают крупные полускелетные и скелетные ветви. Ранее проходившее ослабление роста затронуло и процессы заложения цветковых почек, что на этом этапе значительно сокращает плодоношение. В то же время на стволе и крупных скелетных ветвях пробуждаются спящие почки и формируются сильные «волчковые» побеги.

7) усыхания, роста и плодоношения, - плодоношение сильно ослаблено, преобладают процессы усыхания крупных скелетных ветвей. Формирование «волчков» усиливается и смещается в нижнюю часть ствола, начинает расти корневая поросль;

8) усыхания и роста, - вся крона отмирает и начинается усыхание штамба, образование корневой поросли усиливается;

9) роста, когда старый ствол засох и растет одна корневая поросль. Как правило, деревья в 7-9 периодах онтогенеза подвергаются

санитарным рубкам. На старение растения влияет также регулярная формующая и особенно сильная омолаживающая обрезка, когда удаление значительной фитомассы сокращает число осей роста (порядок ветвления) и стимулирует пробуждение спящих почек.

Таким образом, выбрав для анализа деревья одной породы, имеющие одинаковый возраст и период онтогенеза, проведя изучение пробудимости почек, длины осевого прироста и побегообразовательной способности в одинаковых условиях освещения можно судить о степени загрязнения воздуха и почвы на улицах города.

Для определения индикаторной информативности разных пород деревьев данные характеристики необходимо изучать у всех встречаю-щихся пород минимумом в 3-5 кратной повторности.



127

ЛЕСА ВЛАДИМИРСКОЙ ОБЛАСТИ Н.А. Андрианов, В.Н. Белоусов


Лес – сложный биологический комплекс, входящий в состав биосферы Земли. Являясь “колыбелью человечества”, он до сих пор не утратил своего глобального значения во многих сферах деятельности человека.

Рельеф Владимирской области – слабовсхолменная равнина. Протекающая на территории области р. Клязьма делит ее на две неравные части: северо-западную – более повышенную и юго-восточную – низменную. Средняя плотность населения – 53 человека на 1 км2. Климат области умеренно-континентальный. Средняя температура января от -11°С до -12°С, июля от + 17°С до +18,5°С. Продолжительность вегетационного периода – 160-180 дней. Преобладают почвы легкого механического состава, в основном, серые лесные лиственных лесов и дерново-подзолистые хвойных и смешанных лесов в условиях умеренно-континентального климата.

Общая площадь лесов Владимирской области составляет 1,6 млн. га. Лесные земли составляют 95,2% от всех земель лесного фонда, из них покрытые лесной растительностью – 90,8%, что свидетельствует о рациональном и эффективном использовании земель лесного фонда по их прямому назначению – выращиванию и сохранению лесов. Доля лесных культур в покрытых лесной растительностью землях составляет 24,3%. По сравнению с прошлым лесоустройством площадь лесных культур увеличилась на 43475 га или на 21,6%, но это увеличение могло быть еще больше, если бы за ними своевременно и качественно проводился лесоводственный уход. Земли, не покрытые лесной растительностью, составляют 2,1% от общей площади. По сравнению с прошлым лесо-устройством площадь их уменьшилась на 4515 га или 17,5%. На долю несомкнувшихся лесных культур, питомников и плантаций приходится 2,3%.

На четверть (28,2%) возросла площадь гарей и погибших насажде-ний, что является следствием пожаров, ураганов и массового поражения ельников короедом-типографом. В основном за счет создания лесных


128

культур площадь прогалин и пустырей сократилась на 34,8%. В целом гибель лесов от всех факторов составляет менее 3%.

Лесистость области равна 51,7%. Продуктивность лесов области можно определить по итогам

лесоустройства, которое проводится один раз в десять лет. Исходя из данных последнего лесоустройства 01.01.2003 г., предоставленных Департаментом лесного хозяйства администрации Владимирской области, общий запас составляет 181,2 млн. м3, запас хвойных насаждений 119,7 млн. м3 и запас лиственных насаждений 20,3 млн. м3, К 01.01.2009 г., по предварительным подсчётам, данные показатели будут выглядеть следующим образом: общий запас 182 млн. м3, хвойных 120,3 млн. м3 и лиственных 17,4 млн. м3, это говорит об увеличении количества хвойных пород и высокой продуктивности лесов области. Такие данные дают веские основания полагать, что к ревизионному периоду показатели продуктивности будут значительно выше, чем при последнем лесо-восстановлении.

Лесосовсстановление в области осуществляется на 98% хвойными породами, в т.ч. сосны – 79%, ели – 19%.

Возрастная структура лесов: − молодняки – 29%, − средне-возрастные – 33%, − приспевающие – 18%, − спелые и перестойные – 20%. Таксационные показатели лесного фонда: средний возраст – 50 лет,

средний класс бонитета – 1,5, средний запас на 1 га покрытой лесом площади – 194 м3, спелых насаждений – 257 м3.

В 2007 году лесное хозяйство Владимирской принесло в областной бюджет 185 млн. руб., на 2009 год планируется увеличение денежных поступлений на 75 млн. руб. и будет составлять 260 млн. руб., что обусловлено разработкой новых лесохозяйственных планов и эффектив-ным лесопользованием.

В настоящее время действует принципиально новый лесной закон, Лесной Кодекс РФ, принятый 4 декабря 2006 г. Новый Лесной Кодекс разработан и принят для повышения эффективности ведения лесного хозяйства России.


129

Положения главы 1 Кодекса имеют основополагающее и целе-устанавливающее значение не только для остальных его глав, но и для других актов лесного законодательства и иных регулирующих лесные отношения нормативных правовых актов.

Статьи этой главы устанавливают основные принципы (ст. 1), понятия лесного законодательства и регулируемых им общественных отношений (ст. 2, 3), круг участников лесных отношений (ст. 4), определяют основные категории лесного законодательства (ст. 5-7, 13-19), правила пребывания граждан в лесах (ст. 11), регулируют отношения, связанные с приобретением права собственности и иных прав на лесные участки (ст. 8-9), а так же другие важные отношения.

Положения данной главы весьма актуальны для практического правоприменения. Установленные в ней юридические принципы, понятия и категории являются ключевыми для определения пределов оборотоспособности лесных участков, выбора правовых и организационно-технических возможностей использования, охраны, защиты и воспроизводства лесов.

Лесной Кодекс вводит понятие лесной участок. С введением в действие нового Кодекса сформирован правовой механизм закрепления в федеральной собственности всех лесных участков в составе земель лесного фонда.

Основными территориальными единицами управления в области использования, охраны, защиты и воспроизводства лесов являются лесничества и лесопарки. Лесхозы подлежали преобразованию в соответствии с гражданским законодательством РФ в срок до 01.01.2007 г.

Ст. 22 (гл. 1) прямо предусматривает возможность инвестиционной деятельности в области освоения лесов, осуществляемой в форме капитальных вложений по правилам ФЗ от 23.12.1999 г.

Расширение инвестиционной деятельности, в области освоения лесов, осуществляемой российскими и иностранными инвесторами, должно способствовать созданию новых рабочих мест, повышению эффективности использования лесов, развитию производства, увеличению налоговых поступлений.

Новый Лесной Кодекс конкретизирует правовое регулирование отношений, связанных с воспроизводством лесов и лесоразведением.


130

В соответствии с «Основными положениями по лесовосстановлению и лесоразведению в лесном фонде РФ» лесовосстановление и разведение леса осуществляется на зонально-типологической основе в соответствии с потенциальными лесорастительными условиями участков, лесоводствен-ными свойствами древесины и кустарниковых пород, целями выращивания насаждений и должно обеспечивать: воспроизводство лесных ресурсов в максимально короткие сроки наиболее эффективными в лесоводственном, экологическом, экономическом отношениях способами; рациональное использование земель лесного фонда; повышение продуктивности и качества лесов; обеспечение максимальной лесистости территории; повышение водоохранных, защитных, санитарно-гигиенических других полезных свойств лесов для выполнения ими средозащитных и средо-образующих функций.

Кодекс ввел новые понятия, определил конкретные функции уполномоченных органов государственной власти и органов местного самоуправления в сфере контроля в области использования, охраны, защиты и воспроизводства лесов.

Впервые установлен правовой режим документированной инфор-мации, входящей в государственный лесной реестр.

Лесное планирование осуществляется в целях управления основ-ными территориальными единицами (лесничества) в соответствии с перспективами развития экономики.

Полномочия по разработке и утверждению лесных планов субъектов Российской Федерации переданы органам государственной власти субъектов.

В лесохозяйственном регламенте, который разрабатывается для каждого лесничества, приведены данные, которые применяются при осуществлении использования, охраны, защиты воспроизводства лесов.

Реализация лесохозяйственного регламента обеспечивается лесничими.

Проект освоения лесов должен отвечать целям обеспечения их целевого, рационального, непрерывного, неистощительного использова-ния, а также развития лесной промышленности.

При составлении проекта освоения лесов необходимо учитывать целевое назначение лесов и выполняемые ими полезные функции.


131

Проект должен иметь положительное заключение государственной экспертизы. Он имеет многофункциональное значение: в соответствии с ним заполняется лесная декларация (ст. 26). На основании проекта освоения лесов на лесных участках осуществляются меры пожарной безопасности, предусмотренные п. 1-2 ч. 12 ст. 53 Лесного кодекса РФ, меры санитарной безопасности, указанные в п. 4 ч. 1 ст. 55 Лесного кодекса РФ.

Новый Лесной Кодекс РФ установил правовые механизмы, призванные обеспечить реализацию ряда основных положений концепции лесного хозяйства РФ на 2003-2010 гг., одобренной Правительством Российской Федерации в главных и эксплуатационных лесах.

IV. Геоинформационные технологии

132

IV. ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

ОЦЕНКА ПРОДУКЦИОННОГО ПОТЕНЦИАЛА И СТРУКТУРЫ

ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕРРИТОРИЙ БАССЕЙНОВ МАЛЫХ РЕК С

ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДАННЫХ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ Н.В.Мищенко1, Т.А.Трифонова2, М.М. Карева1

1Владимирский государственный университет, г. Владимир 2Московский государственный университет

им. М.В. Ломоносова, г. Москва

В результате развития производительных сил все большие территории вовлекаются в антропогенное использование. Происходит сокращение площадей естественных экосистем, разрушение плодородного слоя почв, увеличение нагрузки на экосистемы и т.п. Поэтому нужно проводить мониторинг этих изменений, который становится более оперативным и эффективным с использованием автоматизированной обработки данных дистанционного зондирования в ГИС.

Объектами исследования явились бассейны рек Киржач, Шерна, Пекша и Колокша. Все эти реки являются притоками реки Клязьмы.

Для оценки продукционного потенциала бассейнов рек Киржач, Шерна, Колокша и Пекша были использованы:

1. Материалы дистанционного зондирования – космический снимок с ИСЗ: «Landsat» ETM+, были выбраны 4 спектральных канала, пространственное разрешение 30 м (1 синий (0,45 – 0,52 мкм), 2 зеленый (0,52 – 0,60 мкм), 3 красный (0,63 – 0,69 мкм), 4 ближний ИК (0,76 – 0,90 мкм) за 30 июня 2001 года.

2. Электронные карты на территорию Владимирской области: топографическая карта (1:200000), почвенная карта, карта почвенно-экологического районирования.

3. Для цифровой обработки космических изображений использована программа Erdas Imagine, ГИС-анализ картографического материала и результатов дешифрирования проведен на основе программы АrcView.

Результаты дешифрирования материалов дистанционного зондиро-вания используются для оценки структуры землепользования, а также показателей продуктивности экосистем (фитомасса и продукция расти-тельного покрова). Для расчета показателей продуктивности экосистем


133

используются определенные в результате дешифрирования площади различных угодий и справочные данные по удельной продуктивности и запасам фитомассы угодий для данной территории [2, 3].

Для комплексной характеристики состояния растительности и ее продукционного потенциала был выбран вегетационный индекс NDVI, который рассчитывается по формуле (1):

NDVI = (IR-R)/(IR+R), (1) где IR – среднее значение класса в ближнем ИК-канале; R – среднее значение класса в красном канале. Значения вегетационных индексов различных типов растительности

представлены на рис. 1.

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

NDVI

хвойныйлес

смешанныйлес

трава

ШернаКиржачПекшаКолокша

Рис. 1. Распределения значений NDVI для различных групп растительности в

бассейнах рек Киржач, Шерна, Колокша и Пекша Наибольшие значения вегетационного индекса отмечаются в

бассейне реки Колокша, несколько ниже – в бассейне Пекши, значительно ниже – в бассейнах Киржача и Шерны. Это объясняется тем, что в бассейне Колокши не типичный для этой зоны почвенный покров, который представлен более плодородными серыми лесными почвами, в результате растительности по показателю вегетационного индекса существенно лучше, чем на дерново-подзолистых почвах соседних бассейнов. В бассейне Пекши серые лесные почвы сочетаются с дерново-подзолистыми, поэтому для этого бассейна значения NDVI все же выше, чем для Киржача и Шерны, где почвенный покров представлен в основном дерново-подзолистыми почвами.


134

На следующем этапе по результатам дешифрирования снимков были созданы электронные карты структуры землепользования территорий бассейнов рек Киржач, Шерна, Колокша и Пекша, на которых выделены леса, луга, сельскохозяйственные угодья и населенные пункты (рис. 2).

Рис. 2. Карта структуры землепользования бассейна реки Шерна

На основе полученных карт структуры землепользования рассчитаны

площади, занимаемые различными земельными угодьями: естественными экосистемами, запасы фитомассы и показатели продуктивности бассейнов.

Наибольший запас фитомасса лесов – в бассейне Киржача, а наименьший – в бассейне Колокши. Среди луговой растительности, набольшая фитомасса накаливается в бассейна Колокши, где на их долю приходится большая часть территории бассейна.

Удельные показатели запаса фитомассы и продукции экосистем речных бассейнов представлены на рис. 3, 4.


135

0

50

100

150

200

250

удельная фитомасса, т/га

весь бассейн естественныеэкосистемы

КиржачШернаКолокшаПекша

Рис. 3. Удельная фитомасса в бассейнах рек Киржач, Шерна,

Колокша и Пекша

0

2

4

6

8

10

12

14

весь бассейн естественныеэкосистемы

Продуктивность

, т/га

год

КиржачШернаКолокшаПекша

Рис. 4. Продуктивность в бассейнах рек Киржач, Шерна,

Колокша и Пекша

Наибольшая удельная продуктивность естественных экосистем характерна для бассейна Колокши, с наиболее плодородными серыми лесными почвами, но на это территории накапливается наименьший удельный запас фитомассы. Максимальное накопление фитомассы на единицу площади свойственно для бассейна реки Киржач.

Библиографический список

1. Асмус В.В., Щербенко Е.В. Использование комбинаций спектро-фотометрических измерений для оценки растительности и почв. Обнинск. Информационный центр ВНИИГМИ-МЦД, 1989. – 60 с.


136

2. Базилевич Н.И. Биологическая продуктивность экосистем северной Евразии, М.: Наука, 1993. – 293 с.

3. Трифонова Т.А., Мищенко Н.В. Сравнительный анализ структуры землепользования различных природно-территориальных комплек-сов. // Почвоведение, 2002, №12. – С. 1479-1487.


ИССЛЕДОВАНИЕ КЛИМАТИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ ВЛАДИМИРСКОЙ И СОПРЕДЕЛЬНЫХ ОБЛАСТЕЙ

С ПРИМЕНЕНИЕМ СОВРЕМЕННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ А.Н. Краснощёков, Л.В. Марушина


Климат – это многолетний режим погоды, свойственный той или иной местности на Земле и являющийся одной из ее географических характеристик. Климат оказывает самое существенное влияние на водный режим, почву, растительный покров и животный мир, а также на распространение и урожайность сельско-хозяйственных культур, в известной мере влияет на расселение, размещение промышленности, условия жизни и здоровье населения, туризм и спорт. Резкие изменения метеорологических факторов влияют на физиологические процессы в организме человека, вызывают развитие патологических состояний и обострение хронических заболеваний. Природные катаклизмы влекут за собой непрямые последствия – увеличение числа комаров в результате затопления территорий, активизацию клещей и других переносчиков инфекций, увеличение периода их потенциальной инфекционной опасности, нарушение работы водопроводно-канализационных сооружений и т.д. Поэтому изучение климатических особенностей территории и правильный их учёт очень важны и необходимы.

В данном исследовании использовались ежедневные систематические многолетние (с 2000 по 2003 гг.) наблюдения за погодой на 53 метеорологических станциях во Владимирской и сопредельных областях. Показания снимались каждый день через каждые три часа. Исходная база данных представляла собой текстовые документы, состоя-щие из огромного количества значений метеоданных (более 30 млн.).


137

Обработка данных производилась с применением MicroSoft Excel и географических информационных систем ArcView и ArcGIS. Сначала данные были импортированы в MicroSoft Excel, где в последствие подверглись обработке. Затем данные были импортированы в программу ArcView GIS, где состоялся поиск случайных данных, после чего они были обобщены и с применением разработанного скрипта вычислены такие климатические параметры, как температура, температура максимальная, минимальная, ночная, дневная, скорость ветра, его направление, влажность, давление, осадки, высота снежного покрова, облачность и средняя высота облачности за каждый месяц, за каждый сезон, а также среднегодовые. Эти данные были сведены в таблицы. Затем по этим таблицам были построенны климатические карты за разные года и времена года.

При создании картографической базы данных был создан слой месторасположения пунктов наблюдения, всего 53 метеостанции. Затем были преобразованы и импортированы атрибутивные данные, далее обработанные данные были сохранены в формате DBF III, а потом привязаны к программе ArcGIS. После чего были созданы GRID-слои по всем атрибутивным данным, сложение этих GRID-слоев для получения карт средних за 3 года проходило с применением алгебры карт в ГИС ArcGIS, затем происходило переклассификация созданных слоев. Таким образом были созданы карты по разным климатическим параметрам.

По картам температуры воздуха (среднегодовые за 2001-2003 гг. и среднюю за 3 года) можно проследить четкую зональность, то есть повышение температуры с севера на юг. В северных областях Ярославской, Ивановской, части Нижегородской и Владимирской температура более низкая, чем в южных. Среднегодовая температура воздуха Рязанской, Московской, юга Владимирской и Нижегородской областей 5-6ºС. Рязанская область характеризуется более высокими температурными показателями, средняя температура воздуха в данной области может достигать 7ºС. Это связанно с более южным ее месторасположением. Юго-восток Московской области, также характеризуется более высокими температурами. В то время как на большей части Московской области среднегодовая температура воздуха составляет 5-6ºС, на юго-востоке, в районе Каширы, Коломны, Егорьевска, Быкова и Домодедова она может подняться до 7ºС. Для Нижегородской


138

области характерно постепенное понижение температуры с юга на север, от 5-6ºС на юге до 3-4ºС на северо-востоке в районе Шакуньи и Ветлуги. Самой холодной областью является Ивановская. Здесь температура воздуха на большей части территории составляет 4-5ºС, но имеются зоны с более низкими среднегодовыми температурами, так, например, в районе Кинешмы средняя температура может снижаться до 2-3ºС. В других областях таких низких температур замечено не было.

По картам влажности воздуха с 2001 по 2003гг. можно заметить, что 2002 г. был наиболее сухой по сравнению с другими годами. Наименьшая влажность воздуха наблюдается в Рязанской области и составляет она на юге 74-75 %, а на северо-востоке 75-76 %. Наибольшая влажность воздуха в Ярославской области. В районе г. Ярославля и близлежащих районах – она составляет 77-78 %, а в районе Пошехонья, рядом с Рыбинским водохранилищем достигает своего максимума – 79 %.

При анализе карт атмосферного давления было установлено, что Московская область отличается более низким атмосферным давлением, которое на большей части территории в среднем составляет 743-745 мм.рт.ст. На востоке области давление повышается до 746-748 мм.рт.ст., а в районе Коломны наблюдается зона с повышенным давлением 751-753 мм.рт.ст. На юге от г. Москвы имеются зоны с наиболее низким давлением 741-743 мм.рт.ст. В Рязанской и Владимирской областях давление возрастает с запада на восток, а в Ярославской с юга на север. В Нижегородской области имеются зоны с наиболее низким и наиболее высоким давлением. Наиболее низкое атмосферное давление наблюдается в районе Лукьянова и составляет оно 741-743 мм.рт.ст., постепенно повышаясь до 746 мм.рт.ст. Наиболее высокое наблюдается между Воскресенским и Лысково, здесь оно достигает максимальных значений 751-753 мм.рт.ст. Большая часть территории области имеет давление 749-751 мм.рт.ст.

При анализе карт скорости и направления ветра было установлено, что преобладают ветра в основном южного направления. В центральной части Московской области дуют более сильные ветры, их скорость составляет 2,5-3 м/с, а на западе и востоке она уменьшается до 2-2,5 м/с, а в некоторых местах и до 1,5-2 м/с. Кроме того, было замечено, что скорость ветра в г. Москве гораздо ниже, чем в области, около города обычно дуют сильные ветра, а в самой Москве их скорость резко


139

снижается, также в самом городе меняется и направление ветра. Во Владимирской и Рязанской областях скорость ветра возрастает с запада на восток. На западе данных областей среднегодовая скорость ветра составляет 2-2,5 м/с, а на востоке 2,5-3 м/с. Во Владимире по сравнению с областью дуют более сильные ветры со средними скоростями 3,5-4 м/с. Наиболее сильные ветры дуют в Ивановской и Ярославской областях, со средними скоростями 3-3,5 м/с. В Ярославской области ветер усиливается к северо-западу. В Ярославле и ближайших районах, находящихся вокруг города ветер достигает максимальных значений 4-4,5 м/с.

По картам количества осадков, также как и по влажности, можно сказать, что в 2002 году осадков выпадало намного меньше, чем в другие годы, то есть год, был довольно сухой, а если еще раз посмотреть на температуру, то можно сказать, что он был и жарче остальных лет. Среднее количество осадков составляет 650-700 мм/год. Меньше всего осадков приходится на Рязанскую и Ярославскую области, здесь их количество может уменьшиться до 550 мм/год. В Ярославской области меньше всего осадков выпадает в районе Рыбинского водохранилища, в самом городе Ярославле их выпадает максимальное количество. В Ивановской области в г. Иваново, также выпадает максимальное количество осадков. А вот в г. Владимире в отличие от самой области выпадает меньше всего осадков – 550-600 мм/год. Больше всего осадков приходится на Нижегородскую и Владимирскую области.

Проведен анализ карт облачности, который показал что во всех областях, кроме Московской облачность составляет 8 баллов. На большей части Московской области облачность составляет 7 баллов и лишь на востоке она увеличивается до 8. Во всех областных центрах, то есть во Владимире, Рязани, Нижним Новгороде, Иванове, Ярославле и Москве облачность уменьшается и составляет 7 баллов.

Таким образом, более суровые климатические условия наблюдаются в Ивановской и Ярославской областях. Здесь дуют более сильные ветры, более высокое атмосферное давление, повышенная влажность воздуха и низкие температуры. Наиболее мягкий климат наблюдается в Рязанской и Московской областях, где дуют ветры со средними скоростями 2,5-3 м/с, влажность воздуха умеренная и наблюдаются более высокие температуры, среднегодовые значения которых могут достигать 7ºС.



140

РАЗРАБОТКА БАЗЫ ДАННЫХ НЕСАНКЦИОНИРОВАННЫХ СВАЛОК НА ТЕРРИТОРИИ Г. ВЛАДИМИРА С ПРИМЕНЕНИЕМ ГИС - ТЕХНОЛОГИЙ

А.Н. Краснощёков, А.В. Жигало Владимирский государственный университет, г. Владимир

Жизнедеятельность человека связана с появлением огромного количества разнообразных отходов. Резкий рост потребления в последние десятилетия во всем мире привел к существенному увеличению объемов образования твердых бытовых отходов (ТБО). В настоящее время масса потока ТБО, поступающего ежегодно в биосферу достиг почти геологичес-кого масштаба и составляет около 400 млн. т в год. Влияние потока ТБО остро сказывается на глобальных геохимических циклах ряда биофильных элементов, в частности органического углерода.

Вследствие несостоятельности существующей в России системы управления отходами появляются так называемые несанкционированные свалки, которые вторично загрязняют окружающую среду и отрицательно влияют на здоровье населения.

Проблема образования и ликвидации несанкционированных свалок твёрдых бытовых отходов весьма актуальна для Владимирской области и города Владимира. Несанкционированные свалки оказывают сильное техногенное воздействие на окружающую среду и на здоровье человека, являются источником вторичного загрязнения природной среды.

Поэтому выявление и ликвидация стихийных свалок – это перво-очередная задача улучшения санитарного состояния города. А владение наиболее полной информацией об этих объектах обеспечит эффективное функционирование системы управления отходами.

В настоящей работе проведено исследование несанкционированных свалок на территории города Владимира. Выявлено 188 несанкциони-рованных свалок твёрдых бытовых и строительных отходов, проведена их инвентаризация и описание, с применением геоинформационных техноло-гий проведено картографирование свалок (рис. 1). На основе этого создана электронная база данных, содержащая карты с обнаруженными свалками и привязанными к ним характеристиками; карта разливов от несанкциониро-ванных свалок. Рассчитана площадь ливневых стоков от свалок. Дана оценка коэффициентов опасности обнаруженных свалок.


141

Рис. 1. Несанкционированные свалки по инфраструктуре г. Владимира

Анализ полученной информации показал, что объём твёрдых

бытовых отходов на свалках варьирует от 1 до 50 м3. На исследованной территории преобладают свалки, которые не превышают 0-5 м3 (выявлено 85 объектов такого объёма). Вдвое меньше свалок, объём которых составляет 5-10 м3 (таких объектов – 40); количество несанкционирован-ных свалок объёмом 10-20 м3 равняется 39; 20-40 м3 – 17; 40-100 м3 – 4, более 100 м3 – 2.

Основными местами скопления свалок ТБО являются овраги и пустыри, территория дачного сектора, жилой частной застройки, гаражных кооперативов.

Наряду с бытовыми отходами на выявленных свалках находятся строительные отходы, металлолом, крупный габаритный мусор.

Обнаружено 59 свалок, образованных бытовыми и строительными отходами; 31 свалка – бытовыми, строительными и отходами от гаражей. 22 свалки имеют в своём составе бытовой, строительный, крупногабаритный мусор и металлолом. 19 свалок образовано только


142

бытовыми отходами; 11 свалок – только строительными отходами. Остальные свалки имеют более дифференцированный состав.

Рис. 2. Процентное соотношение свалок г. Владимира

по объёму отходов

Отмечено, что увеличилось количество отходов, которые не подвергаются естественному разложению; компонентов, опасных для здоровья человека, и требующих специальной переработки.

Исследование загрязнения территории населенного пункта твердыми отходами сводится к обнаружению несанкционированных свалок и оценке их по коэффициенту опасности. Предлагается рассчитывать коэффициент опасности свалки (Коп. свалки) по следующей формуле:

Коп. свалки = .разл

.отх

SКV5 ××

где 5 – коэффициент, который состоит из коэффициента горизонтальной миграции вредных веществ в поверхностном слое почвы = 0,05 (5 %) и вспомогательного коэффициента = 100 для удобности численного выражения коэффициента опасности свалки (Коп. свалки варьируется от 0 до 15); V – объем свалки (м3); Котх. – коэффициент, учитывающий опасность отходов по их виду (табл. 1);

91,46%

2,27%

1,10%

2,56% 1,36%

1,10%

0-5 м3

5-10 м3

10-20 м3

20-40 м3

40-100 м3

более 100


143

Sразл. = площадь ливневого стока со свалки (м2), определяется с применением ГИС ArcView.

Таблица 1. Значения коэффициента (Котх.),

учитывающего опасность отходов по их виду Вид отходов Котх. Отходы от гаражей

4 Бытовые отходы 3 Строительные отходы

2 КГМ 1

Площадь ливневого стока свалки определяется с применением

географической информационной системы ArcView. С использованием модулей Spatial Analyst и 3D Analyst строится TIN-слой рельефа территории города. На данный слой накладываются ливневые стоки, как линейные объекты, с применением разработанного скрипта (программы, написанной на встроенном в ГИС ArcView языке программирования Avenue) (рис.3).

Скрипт создает новый линейный слой, в который вносит линии стоков, рассчитывая их по TIN-слою рельефа. Точки выхода стоков задаются через определенное расстояние, определяемое пользователем. Далее скрипт по линиям стока рассчитывает площадь стока от каждой свалки и заносит зоны «разлива» свалки в новый полигональный слой, к которому привязывается атрибутивная информация и рассчитывается Коп. свалки.

Вычисленные значения коэффициентов опасности свалок варьируют от 0 до 4,55.

Наибольшее количество свалок – 52, имеет коэффициент опасности в пределах от 0,03 до 0,08. 47 свалок имеют коэффициент опасности от 0,08 до 0,15. 35 свалок – от 0 до 0,03. У 24 обнаруженных свалок коэффициент опасности варьирует от 0,15 до 0,24. Для 13 свалок нашего города значение коэффициента опасности равняется от 0,24 до 0,35. Для 9 свалок – от 0,35 до 0,52. Значение коэффициента опасности от 0,52 до 0,88 имеют 6 свалок. И максимальные коэффициенты опасности принадлежат двум свалкам и равны 3,15 и 4,55.


144

Рис. 3. Трёхмерная модель рельефа г. Владимира с ливневыми стоками

Для различных территорий инфраструктуры г. Владимира были

вычислены усреднённые значения коэффициента опасности несанкциони-рованных свалок. Максимальные усреднённые коэффициенты опасности имеют свалки, приуроченные к свободной территории города – 0,43; к территории сельскохозяйственных предприятий – 0,3 и территории водных объектов – 0,64. Также наибольшие значения коэффициента опасности свалки имеют территории жилого частного сектора – 0,18; многоэтажной жилой застройки – 0,14; здравоохранительных учреждений – 0,14; детских садов – 0,14; гаражных кооперативов – 0,13; социально-бытовыго сектора – 0,12 и промышленной зоны – 0,1. Самые низкие значения усреднённого коэффициента опасности свалок имеют следующие территории инфраструктуры города: автомобильные дороги – 0,09; парки и скверы – 0,09; дачный сектор – 0,07; железная дорога – 0,06; ВУЗы и школы – 0,06.

Учитывая показатели, полученные в ходе анализа базы данных несанкционированных свалок г. Владимира, можно выделить наиболее неблагоприятные территории, которые требуют ликвидации расположен-ных на них свалок в первую очередь. К ним относятся территории, приуроченные к водным объектам, сельскохозяйственным предприятиям; территории многоэтажной жилой застройки, частного сектора и дачных


145

кооперативов, а также территории здравоохранительных учреждений, парков и скверов, поскольку на них расположены свалки не с максималь-ными, но достаточно высокими значениями коэффициентов опасности.

Необходимость первоочередной ликвидации свалок с данных территорий связана с тем, что данные объекты инфраструктуры густо заселены, наиболее интенсивно используются населением в целях отдыха, а следовательно играют важную роль в жизнедеятельности людей и оказывают ощутимое влияние на состояние их здоровья. Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ – проект № 07-05-00473-а.

V. Водные ресурсы. Водоподготовка. Водоотведение

146

V. ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ. ВОДОПОДГОТОВКА. ВОДООТВЕДЕНИЕ

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ВОДЫ РЕКИ НЕРЛЬ

Н.В. Селиванова, Т.И. Архипова Владимирский государственный университет, г. Владимир

Основным источником водоснабжения в России являются открытые водотоки: реки, на них приходится 78 % от общего водопотребления.

За последние полстолетия произошла заметная деградация природ-ных вод России, обусловленная большим водозабором на отдельных реках и созданием гигантских водохранилищ.

Следующей и самой главной причиной деградации природных вод является их загрязнение в результате хозяйственной деятельности челове-ка. Загрязнения поступают в природные воды, по крайней мере, тремя путями: сброс сточных и ливневых вод с территории городов, смыв удобрений и ядохимикатов с сельскохозяйственных территорий, сухие и мокрые выпадения из атмосферы на поверхность водосборных бассейнов.

Нами исследовано качество воды р. Нерль, являющейся основным источником воды питьевого назначения нескольких регионов России (Ивановского, Владимирского и др.)

Река Нерль – левый приток р. Клязьмы. Она протекает по террито-рии Ярославской, Ивановской и Владимирской областей. Берет своё начало в болоте Белое Переславского района Ярославской области и впада-ет в р. Клязьму около поселка Боголюбово. Общая длина реки 277 км, а протяженность её русла по территории Владимирской области 117 км. Площадь бассейна реки 6780 км2. Общее направление реки с северо-запада на юго-восток.

Р. Нерль, как и все реки области, относится к Волжскому бассейну, который входит в замкнутый Арало-Каспийскй бассейн.

По водному режиму Нерль является равнинной рекой: имеет малый уклон, медленное течение, большую извилистость русла. Режим реки тесно связан с климатическими условиями. Для неё характерно сравнительно высокое весеннее половодье, низкая летне-осенняя и сравнительно устойчивая зимняя межень. Средняя дата ледостава 29 ноября, его продол-жительность 130-150 дней, средняя дата вскрытия 8 апреля.


147

Питание реки осуществляется за счет атмосферных осадков, болот и грунтовых вод.

Динамика изменения качества воды в р. Нерль в период с 1994 по 2006 г. свидетельствует о том, что среднегодовые величины показателей качества воды в р. Нерль соответствуют нормам, установленным для речной воды, но превышают, значения, предъявляемые СанПиН 2.1.4 1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централи-зованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества», т.е. речная вода не может использоваться в питьевых целях без предваритель-ной очистки и обработки.

По органолептическим показателям превышение норматива в среднем составляет:

− цветность в 2,19 раза; − мутность в 2,25 раза; − прозрачность в 1,25 раза; − вкус в 1,45 раза; − запах в 1,3 раза; − по обобщенному показателю – окисляемость- превышение ПДК в 1.35 раза; По химическим показателям превышение норматива составляет:

− железо общее в 4,33 раза; − марганец в 1,38 раза; − СПАВ в 4,55 раза; − нефтепродукты в 2,4 раза.

Пики сильных загрязнений приходятся на 1995, 1998 и 2003 годы (рис.1).

Анализ динамики изменения качества свидетельствует о значительном ухудшении состава и свойств воды в р. Нерль за последние 3 года (рис.2).

Таким образом, цветность за последние 3 года увеличилась на 42%, мутность – на 30%, прозрачность ухудшилась в среднем на 24%, запах – на 18%, окисляемость возросла на 38%, концентрация железа – на 23%, марганца – на 22%, нефтепродуктов – на 34%.


148

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

4.50

1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005

Год

Доля ПДК

ЦветностьМутностьПрозрачностьОкисляемостьЖелезо общееСанПиН 2.1.4 1074-01 "Питьевая вода"

Рис. 1. Динамика изменения качества воды в реке Нерль в период с 1994 по 2004 гг.

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005Год

Доля от

среднего значения

за период

с 19

94 по

2004

гг.

ЦветностьМутностьОкисляемостьЖелезо общееСреднее значение в период с 1994 по 2004

Рис. 2. Динамика изменения качества воды в р. Нерль в период с 1994 по 2004 г.


149

Качество воды в р. Нерль имеет сезонную динамику: оно резко ухудшается в период весенних паводков и поздней осенью, после сильных дождей, в результате интенсивного смыва с полей гумуса, остатков удобрений и пестицидов, а также грубодисперсных примесей. Кроме того, в это время увеличивается и питание реки за счет болот, что приводит к увеличению цветности воды (рис. 3, 4, 5).

Сезонная динамика изменения качества воды в р. Нерль рассмотрена на примере 2002, 2003, 2004 гг. Наглядное представление о сезонной динамике качества воды в р. Нерль дают графики изменения приоритетных показателей по месяцам за последние 3 года.

0

2

4

6

8

10

12

14

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Месяц

Среднее

значение

мутности,

мг/л

2002 г.2003 г.2004 г.СанПиН 2.1.4 1074-01 "Питьевая вода"

Рис. 3. Сезонные колебания средних значений мутности в 2002, 2003,2004. Анализ сезонной динамики качества воды в р. Нерль поводился с

использованием методики расчета индекса сезонности по известным показателям за каждый месяц для 3х-летнего периода с 2002 по 2004 г. Данный подход позволяет получить более точные результаты, чем при анализе динамики какого-либо одного года. Кроме того, графики индексов сезонности наглядно демонстрируют изменение значений рассматрива-емого показателя в каждом месяце относительно среднегодовой величины в процентах.


150

0

20

40

60

80

100

120

140

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Месяц

Средние

значения цветности,

град

.

2002 г.2003 г.2004 г.СанПиН 2.1.4 1074-01 "Питьевая вода"

Рис.4. Динамика сезонных колебаний средних значений цветности в 2002, 2003, 2004 гг.

0

5

10

15

20

25

30

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Месяц

Среднее

значение окисляемости

, мгО

/л

2002 г. 2003 г. 2004 г. СанПиН 2.1.4 1074-01 "Питьевая вода"

Рис. 5. Динамика сезонных изменений окисляемости в 2002, 2003, 2004 гг. Рассчитанные индексы сезонности для приоритетных показателей

качества воды в р. Нерль представлены в виде графиков на рис. 6.


151

Анализ полученных графиков (рис. 6) позволяет сделать следующие выводы: график сезонных изменений значений мутности имеет 2 явных пика: в апреле и сентябре, причем в апреле концентрация взвесей достигает максимума, что связано со смывом крупнодисперсных примесей паводко-выми водами с площади водосборного бассейна.

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

300.00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Месяц

Индекс сезонности

, %

Мутность Цветность

Железо общее Окисляемость

Среднегодовое значение Рис. 6. Динамика индексов сезонности в период с 2002 по 2004 гг.

Графики индексов сезонности цветности и железа также имеют два

четко выраженных пика: апрель, июль. Значения цветности и концент-рации железа свидетельствует о природном происхождении повышенной цветности воды, зависящей, прежде всего, от избыточного содержания железа в воде. Цветность воды обусловлена также присутствием в воде гуминовых и фульвокислот. Это подтверждается идентичностью динамик изменений цветности и окисляемости, которая в свою очередь вызвана наличием органических веществ. Окисляемость и цветность имеют общий максимум в июле, что отчасти обусловлено благоприятными условиями в этот период для цветения воды. Изменения индексов сезонности цветности и окисляемости имеют одинаковую тенденцию к снижению с июля по октябрь, далее значение цветности стабилизируются на уровне октября в связи с относительно постоянной высокой величиной индекса сезонности содержания железа. В декабре наблюдается спад значений всех индексов


152

сезонности: графики мутности, цветности и окисляемости даже пересека-ются в одной точке. Минимальное значение исследуемых показателей качества воды приходится на период с января по март, из-за отсутствия приноса загрязняющих компонентов поверхностным стоком. Данный факт ещё раз подтверждает приоритет природных загрязнителей в изменении качества воды в р. Нерль.

В табл .1 приведены результаты анализа речной воды за 2006 г. Таблица 1.

Эколого-санитарные показатели Показатели Значения

Гидрофизические Взвешенные вещества, мг/л Прозрачность, м

31 – 100

0,30 – 0,15 Гидрохимические

NH4+, мг N/л

NO2-, мг N/л

NO3-, мг N/л

PO43-, мг Р/л

O2, % насыщения БПК5, мг O2/л

0,51 – 2,5

0,081 – 0,15 1,51 – 2,5

0,11 – 0,30 31 – 60

2,2 – 7,0 Гидробиологические

Биомасса фитопланктона, мг/л Фитомасса нитчатых водорослей, кг/м2 Валовая продукция фитопланктона, г O2/м2 сут

5,1 – 50,0 1,1 – 2,5 7,6 – 10,5

Бактериологические Численность бактерий планктона, млн кл/мл Численность гетеротрофных бактерий, тыс кл/мл Численность бактерий группы кишечной палочки, тыс кл/л

5,1 – 11,0 5,1 – 10,0

11,0 - 100

Таким образом, приведенные данные свидетельствуют о необходи-

мости глубокой очистки воды р. Нерль для питьевого водопользования. Наиболее распространенная схема очистки воды включает

следующие операции: − Фильтрование (через речной песок, цеолит, уголь) или отстаивание; − Первичное хлорирование;


153

− Реагентная обработка воды с применением коагулянтов и отстаи-вание (или фильтрование);

− Вторичное хлорирование; Хлор (гипохлориты и др. хлорсодержащие агенты) является сильным

окислителем, дезинфектантом и дезодорантом. Однако, при наличие в воде органических соединений хлорирование приводит к образованию высоко-токсичных хлорорганических соединений, в том числе диоксинов.

Проведенное в последнее время обширное исследования показали, что существует статистически достоверная связь между концентрацией хлорорганических соединений в питьевой воде и частотой случаев онкологических заболеваний населения.

В связи с этим во всем мире проводится работа по замене, по крайней мере, на первичной стадии окисления хлора на экологически чистые окислители (озон, пероксид водорода и др.).

Снижение концентрации хлорорганических соединений в питьевой воде возможно путем сорбции, мембранной очистки и т.д., но наиболее эффективный прием – вообще исключить хлорирование на первой стадии окисления, заменив хлорирование на озонирование, обработку пероксидом водорода и др. Проведенными исследованиями показано, что применение Н2О2 наиболее эффективный способ очистки, например, воды р. Нерль, в которой содержатся не только гуминовые вещества, но и достаточное количество ионов железа и меди, играющих роль катализатора в пероксид-ной очистке воды. Поскольку пероксид водорода в нашей стране пока не включен в Перечень реагентов, разрешенных для подготовки воды пить-евого назначения, в качестве экологически чистого окислителя рекоменду-ется озон.

Одна из схем очистки воды питьевого назначения приведены на рис. 7. Вода после водозабора проходит смешивание с коагулянтами, отстаивание в горизонтальных отстойниках, первичное окисление с применением пероксида водорода, фильтрование в смешанных фильтрах, хлорирование непосредственно перед сбросом в резервуар чистой воды.

Учитывая все возрастающее загрязнение поверхностных источников для подготовки воды питьевого назначения требуется применение комбинированных методов очистки: механических + физико-химических + окислительных; механических + физико-химических + ионообменных; механических + физико-химических + мембранных и т.д.


154

Рис.

7. С

хема

очист

ки воды

пит

ьевого

назначения



155

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ОЧИСТКИ ГОРОДСКИХ СТОЧНЫХ ВОД ГОРОДА ВЛАДИМИРА

Е.Б. Березовская, Н.В. Селиванова, Ю.С. Успенская Владимирский государственный университет, г. Владимир

Защита водных ресурсов от истощения и загрязнения и их рациональное использования для нужд народного хозяйства – одна из наиболее важных проблем настоящего времени;

Сброс недоочищенных сточных вод в реку Клязьма неприемлем, так как ниже течения реки расположен п. Оргтруд, осуществляющий свой водозабор для хозяйственно-питьевых целей.

Река Клязьма имеет рыбо-хозяйственное значение. На современных сооружениях биологической очистки осуществля-

ются последоватьные многостадийные технологические процессы удале-ния загрязняющих веществ из сточных вод и обработки осадка. В данной работе рассматривается классическая двухступенчатая (механическая и биологическая) очистка сточных вод на решетках, в песколовках, первич-ных отстойниках, аэротенках и вторичных отстойниках на примере МУП «Владимирводоканал». Результатом механической очистки является освобождение сточных вод от отбросов, грубодисперсных примесей, песка и взвешенных (минеральных и органических) веществ.

Результатом биологической очистки – освобождение осветленных вод от оставшихся минеральных и органических загрязняющих веществ. Очищенная вода обеззараживается и сбрасывается в реку Клязьма.

Удовлетворительное качество очистки сточных вод может поддерживаться при условии обеспечения эффективной работы каждого звена механической и биологической очистки.

Пробы поступающей на очистку и очищенной сточной воды отбираются каждые два часа. Их смешивают и получают среднесуточную. Эта вода поступает в лабораторию и оценивается по 36 показателям. На основе полученных данных можно судить о сезонности качества поступающей загрязненной воды и качестве очистки в разные сезоны времени.

В городе Владимире наибольшее количество загрязнителей в сточных водах поступает на очистку во 2 квартале, меньше всего в 4-ом. Наиболее эффективная очистка осуществляется в 3 квартале. По


156

результатам ГОС, во втором квартале происходит сброс наиболее недоочищенной воды. Фактический сброс по 11 показателям превышает ПДК и ВСК. Первое место по превышению концентрации занимают нитраты и кислоты жирного ряда.

На графиках сезонности сбросов азота нитратов и кислот жирного ряда наблюдается значительное превышение временно согласованных концентраций в течение всего года. Наибольший сброс азота нитрата происходит в зимний период (первый и четвертый кварталы). Пик сброса кислот жирного ряда во втором квартале (рис. 1, 2).

0

10

20

30

40

50

60

70

1 2 3 4

квартал

мг/л

разрешенныйсброс ВСКизмененияконцентрации

Рис.1. Сезонность сбросов азота нитрата

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

1 2 3 4

квартал

мг/л

разрешенныйсброс ВСКизмененияконцентраций

Рис. 2. Сезонность сбросов кислот жирного ряда


157

На протяжении последних лет на МУП «Владимирводоканал» происходит реконструкция очистных сооружений, увеличение их мощности, а также усовершенствование технологического оборудования. Это непосредственно повлияло на улучшение качества очистки сточных вод по некоторым показателям. Так, например до 2004 года, до начала реконструкции и капитального ремонта, наблюдалось улучшение очистки по таким показателям как: взвешенные вещества, фосфор фосфатов, А СПАВ, фенолу, метанолу, железу, нефтепродуктам. Это 7 показателей из 24. На конец 2007 года хорошие показатели очистки сохранились по фосфору фосфатов и железу, а также ХПК и БПК5. По нефтепродуктам, метанолу, фенолу и взвешенным веществам качество очистки улучшалось, но наблюдается спад в течение последних 2-х лет. По очистке от А СПАВ также наблюдается такая же тенденция (рис. 3-6).

Рис. 3. Динамика качества очистки сточных вод от взвешенных веществ

Рис. 5. Динамика качества очистки сточных вод от кислот жирного

ряда

Из усовершенствований можно выделить следующее: – замена решетки на модернизированную с заменой механических граблей на III ступенчатые решетки фирмы «Андриц» (в 2007 г.);

0

1

2

3

4

5

6

1999 2001 2003 2005 2007

года

мг/л

020406080

100120140160

1999 2001 2003 2005 2007года

мг/л

Вход Выход

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1999 2001 2003 2005 2007

года

мг/л

0

1

2

3

4

5

6

7

1999 2001 2003 2005 2007года

мг/л

Рис. 4. Качество очистки сточных вод от нефтепродуктов

Рис. 6. Динамика качества очистки сточных вод от фосфора, фосфатов


158

– капитальный ремонт скребкового механизма на песколовке №2 (в 2007 г);

– замена системы аэрации в секции №2 аэротенков (проведены работы по замене старых аэраторов на новые мелкопузырчатые аэраторы фирмы «Экотон» в I, II, III секциях аэротенка (в 2004 г.));

– увеличение ассортимент микроорганизмов на этапе биологической очистки в аэротенках с 32 видов до 36;

– установка приборов контроля концентрации кислорода в иловой смеси аэротенков в 2005 г.;

– частичная замена хлоропровода и замена хлораторов; – установка автоматических пробоотборников (2006 г.); – строительство первичного отстойника; – внедрение нового флокулянта (2008 г). Однако выше указанные рекомендации не обеспечат снижение

содержания соединений фосфора, жирных кислот и взвешенных веществ. В связи с этим нами предложены дополнительные рекомендации по модернизации системы очистки сточных вод, которые позволят устранить эти недостатки:

1. для связывания фосфора фосфатов в первичный отстойник предлагается добавить раствор солей железа (FeCl3, Fe2(SO4)3);

2. для связывания кислот жирного ряда предлагается добавить либо в первичный отстойник гашеной извести, либо в аэротенк – бентонитовой глины;

3. внедрение тонкослойных блоков в первичные отстойники для повышения глубины очистки от взвешенных веществ.

4. Также можно рекомендовать ужесточение контроля поступающих на доочистку промышленных сточных вод, а также отслеживать качество бытовых сточных вод, которое резко ухудшилось в последние десятилетия. В них наблюдается присутствие токсических веществ от мелких, несанкционированных производств (цехов), которые не производят предварительную очистку своих сточных вод.

5. Также необходимо ввести полноценные автоматизированные пробо-отборники сточных вод. После проведения всех мероприятий по реконструкции и

модернизации МУП «Владимирводоканал» качество очистки должно улучшиться, а сброс загрязняющих веществ существенно уменьшится. Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ – проект № 07-05-00473-а.


159

МОДЕРНИЗАЦИЯ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ ООО «ДЕМИДОВСКИЙ ФАНЕРНЫЙ КОМБИНАТ»

Н.А. Андрианов, Ю.А. Удалова Владимирский государственный университет, г. Владимир

Вода – один из наиболее важных видов природных ресурсов. Ежед-невно человек потребляет и загрязняет от 250 до 700 литров воды. Загряз-нение поверхностных вод в значительной степени связано с деятельностью промышленных предприятий и ЖКХ, направляющих свои сбросы в водные объекты. На территории Владимирской области одним из таких предприятий является ООО «Демидовский фанерный комбинат». Основ-ная деятельность предприятия связана с выпуском больше-форматной фанеры.

Существующие очистные сооружения биологической очистки сточных вод расположены в восточной части территории предприятия на правом берегу ручья Безымянного, левого притока реки Клязьма, построены в 1973 г. по проекту, разработанному Гидросельхозпромом.

На существующие очистные сооружения поступает смесь хозяйст-венно-бытовых и производственных сточных вод (вода после пропарки древесины). Проектная производительность существующих очистных сооружений – 400 м3/сут. почти в два раза превышает реальный приток сточных вод 209 м3/сут. Оборудование сильно устарело и перестало выпол-нять свои функции в полном объеме, что приводит к сбросу сильно загрязненных сточных вод в ручей Безымянный. Это негативно сказывает-ся на данном природном объекте и увеличивает экономические издержки предприятия (плата за загрязнение, штрафы за превышение нормативных показателей).

Приведенные данные показывают, что при существующем положе-нии качество очищенных сточных вод по восьми показателям не соответствует предельно допустимым концентрациям, разрешенным для сброса в водоем рыбохозяйственного значения второй категории.

Существующая технологическая схема очистки сточной воды. Сточная вода накапливается в приемном резервуаре. Насосная

станция перекачивает сточные воды в приемную камеру очистных сооружений. Из приемной камеры сточные воды поступают в двухсек-ционную горизонтальную песколовку, удаление песка производится вручную лопатой.


160

Таблица 1. Фактические концентрации загрязнений сточных вод очистных

сооружений 000 «Демидовский фанерный комбинат»

№ п.п.

Наименование показателей

Нормативные концентрации загрязнений, (ПДК) мг/л

Фактические концентрации загрязнений сточных вод, мг/л

до очистки после очистки

1 Взвешенные вещества

4,75 15,5 10,4

2 БПК5 2 7,8 6,1 3 Сухой остаток 1000 732,0 657,0 4 Азот аммонийный 0,4 1,4 2,99 5 Азот нитритов 0,02 0,028 0,016 6 Азот нитратов 9,1 н/о н/о 7 Фосфор фосфатов 0,2 0,011 0,019 8 Хлориды 300 31,3 35,5 9 Сульфаты 100 228,2 160,0

10 Железо общее 0,1 3,22 1,91 11 СПАВ а 0,01 0,07 0,06 12 СПАВ н 0,01 0,32 н/о 13 Нефтепродукты 0,05 0,1 0,13 14 Фенолы 0,001 0,008 0,002

После песколовки сточная вода поступает в двухсекционный аэротенк с механической аэрацией. В настоящее время работает одна секция аэротенка. Биологическая очистка отсутствует, активного ила нет.

Из аэротенка сточная вода поступает в вертикальный вторичный отстойник. Осадок из конической части отстойников направляется на иловые площадки на естественном основании с дренажом. В настоящее время дренаж не работает. Иловые площадки нуждаются в капитальном ремонте.

После вторичного отстойника очищенная вода поступает в контакт-ные резервуары для обеззараживания хлором.

Выпуск практически не очищенных сточных вод осуществляется в ручей Безымянный – водный объект рыбохозяйственного значения второй категории.


161

Технологическая схема реконструкции очистных сооружений. Сточные воды канализационной насосной станции подаются в

процеживатель, представляющий собой барабанное сито – «водяное колесо».

Уловленные отбросы поступают в контейнер – мусоросборник и периодически вывозятся на свалку ТБО.

Процеженные сточные воды самотеком поступают в тангенциаль-ную песколовку. Пескопульпа по мере накопления под гидростатическим давлением отводится на песковую площадку с дренажом. Там песок обезвоживается, а затем либо используется на нужды предприятия или вывозится на свалку. Сточная вода после песколовки поступает в первичный отстойник. Осадок из отстойника отводится на песковую площадку. Дренажная вода от песковой площадки вместе с основным потоком сточных вод поступает в адсорбер.

Существующий двухсекционный аэротенк предлагается реконструи-ровать. Внутренние перегородки необходимо продлить на всю длину аэротенка, превратив его в 4-х коридорный. По расчетам, один коридор будет рабочим, а три резервными. Предусматривается замена механичес-кой аэрации на пневматическую.

В связи с низкой исходной нагрузкой по БПКполн и взвешенным веществам (низкая база прироста активного ила) предлагается вести очистку стоков с помощью прикрепленной (иммобилизованной) микро-флоры на "ершовой" загрузке.

Очищенная в аэротенке вода самотеком поступает в два вертикаль-ных вторичных отстойника, где осветляется от частиц отмершей биомассы.

Ил будет накапливаться в конической части отстойников и периоди-чески удаляться на реконструируемые иловые площадки. Предусматри-ваются четыре карты иловых площадок на искусственном основании размером 3 х 7,5 м каждая с дренажной системой. Часть активного ила из отстойника возвращается в аэротенк.

Дренажные воды с иловых площадок поступают самотеком по коллектору на местную насосную станцию, откуда погружным насосом автоматически перекачиваются на биологическую очистку.

Обезвоженный и подсушенный на иловой площадке осадок направляется на площадку компостирования с целью дальнейшего его использования для удобрения и улучшения структуры почвы.


162

Осветленная очищенная вода перед сбросом в водоем должна пройти дезинфекцию. В соответствии с современными требованиями, предлагает-ся заменить хлорирование на обработку ультрафиолетовым облучением.

Для обеззараживания очищенных сточных вод предлагается блок из 2 установок ультрафиолетовой дезинфекции воды типа ОС-5А (рабочая и резервная), разработанный НПО «ЛИТ» Россия.

Очищенная и обеззараженная сточная вода по трубопроводу Ø 150 мм сбрасывается в ручей Безымянный.

Технико-экономические показатели подтверждают эффективность проектных решений. Капитальные вложения составляют 511,7 тыс. руб., годовой предотвращенный ущерб – 85,795 тыс. руб., эффективность капитальных вложений – 0,17 руб./руб., срок окупаемости – 6 лет.

Реконструкция очистных сооружений является природоохранным мероприятием; позволяет повысить эффективность очистки сточных вод – привести качество очищенных сточных вод в соответствии с требованиями норм ПДК загрязняющих веществ для рыбохозяйственного водоема; снижает плату за загрязнение окружающей среды; повышает экологич-ность предприятия.


163

VI. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ИЗУЧЕНИЮ ГОРОДСКИХ ЛАНДШАФТОВ

А.В. Любишева Владимирский государственный университет, г. Владимир

Городская (урбанизированная) территория – это новый, созданный человеком ландшафт, предопределенный не только природными условиями, но и соответствующим образом организованное человеческим обществом пространство, в облике которого отражена совокупность всех предпринимаемых обществом усилий по использованию земли. Эти действия преобразуют территорию и формируют среду жизни и деятельности человека в городе.

Сегодня городской ландшафт рассматривается с точки зрения трех концепций:

– концепции биосоциальных и техногенных ландшафтных компонен-тов;

– концепции урболандшафта – природно-территориального комплекса; – концепции исторического ландшафта. При геоэкологическом подходе к изучению городского ландшафта

раскрывается в различной степени антропогенно-техногенной преобразо-ванности геокомплекс, генезис которого обусловлен внутренними вариациями техногенеза. Система ландшафтов техногенного отдела эпигеосферы таксономически и структурно не изоморфна системе природных ландшафтов наземного ее варианта. За минимальную единицу изучения принимается урболандшафтный выдел – это реальные локальные геосистемы, свойства и параметры которых специфичны в каждом классификационном выделе для всего спектра их компонентной (субстратной) организации – от свойств ведущего компонента – инженерных сооружений и технических объектов до свойств городской фауны.

Городская система рассматривается как антропоцентрически организованная и устойчиво функционирующая геосистема с высокой концентрацией населения, долговременной застройкой и взаимообуслов-ленным распределением материально-вещественных элементов между ее природной и техногенной частями.

VI. Экологическое образование

164

Урбанизированный ландшафт обладает физическим распростране-нием черт и свойств процесса урбанизации на негородской ландшафт. Это целостное пространственно-временное образование, формирующееся в пространстве. Целостность при этом выражается в его роли и взаимосвязи всех компонентов. Дифференциация территории на участки с различными природными условиями – результат ее исторического развития и процессов, на ней протекающих. Природные процессы, определившие облик естественного пространственного базиса урбанизированной территории, разделяются на процессы с вертикальным и горизонтальным обменом вещества и энергии. Эти две группы формируют все взаимосвязи природно-пространственной структуры города.

Города и системы населенных мест на больших территориях изменяют природные комплексы, преобразуют их в антропогенные (урбанизированные) или антропогенные модификации природных геосистем, нарушая тем самым ход естественных процессов, и создают структуру ландшафта как инвариантный аспект геосистемы, в которой имеется статическая (состояние ландшафта в определенный момент времени) и динамическая (совокупность режимов) составляющие.

Урбанизированный ландшафт крупного города формируется под влиянием сложных экономических, социальных и планировочных условий. При этом сами города теряют качества, которые необходимы для поддержания экологического равновесия. При правильном планомерном и упорядоченном формировании урбанизированного ландшафта сильны и обратные связи – введение природных элементов в городскую среду существенно повышает ее экологические и эстетические характеристики. В этом заключается отражение системного подхода в изучении функционирования и эволюции города как среды обитания социума.

Исторической базой застройки является модульная сетка земле-владений, и разнообразие самой застройки во многом определяется характером заполнения ячеек этой сетки. Возможные варианты заполнения ячеек определяются естествено-ландшафтными условиями, а также социально-экономическим потенциалом территории и уровнем развития инструмента преобразования среды обитания – техники и технологии в обществе.


165

Планировочные структуры городов складываются под сильным влиянием природных условий местности, функций города и его генетических особенностей.

Таким образом, городской ландшафт – это комплексный пространст-венно-временной феномен, сформированный процессами техногенеза и антропогенеза на базе природных и природно-антропогенных комплексов в качестве специфической среды обитания социума.

Выявление закономерностей развития урбанизированного ланд-шафта включает следующие этапы изучения:

− методологические особенности изучения и оценки природных и социально-экономических факторов территориальной дифференциации города;

− аналитические аспекты элементов городских систем на различных временных срезах, с учетом преобладающих форм городского природопользования;

− обоснование методов типологической классификации городских территорий;

− характеристика основных типов городских территорий на урбогеоэкологической основе. Таким образом, на основании рассмотренных методов и подходов

возможно комплексное изучение любой урбанизированной территории.


ИСТОРИКО-ЛАНДШАФТНЫЙ АСПЕКТ ИЗУЧЕНИЯ

УРБАНИЗИРОВАННОЙ ТЕРРИТОРИИ (НА ПРИМЕРЕ Г. ВЛАДИМИРА) А.В. Любишева


Историко-ландшафтный анализ является одним из главных методов изучения структуры урболандшафта, его свойств, признаков, динамики, истории развития, состояния и ландшафтных процессов, рассмотрения современных урболандшафтов как управляемых систем. Природно-антропогенные комплексы при использовании историко-ландшафтного анализа рассматриваются как сложные, иерархически организованные


166

пространственно-временные системы, к которым в точности не примени-мы законы классического, неантропогенного ландшафтоведения.

К общим принципам, существенным для понимания эволюции урболандшафта (на примере г. Владимира) можно отнести принцип пространственно-временной неоднородности, векторности развития и системности ландшафтных составляющих города.

Структура урболандшафта – относительно-устойчивый элемент его организации как системы в которой отражаются функции его элементов. Субструктурами ландшафта считаются: 1) морфологическая – пространст-венная интеграция ПТК различного ранга, она отражает высотную ярусность, и ранги ландшафтов; 2) вертикально-горизонтальная – членение вертикального профиля на генетически сопряженные горизонты. Относительная однородность ландшафтной структуры проявляется в ее устойчивости к внешним естественным и антропогенным нагрузкам, в характере реакции на них и способности восстанавливать свою структуру и режим функционирования.

Ландшафтный подход является частью системного подхода, и соответствующие ему принципы реализуют одно из главных свойств урбанизированного ландшафта – целостность при внутренней комплекс-ности и организованности.

Каждому из принципов соответствует свой методический аппарат: в первом случае – это районирование территории, во втором – моделиро-вание и прогнозирование, в третьем – систематизация, классификация и типология.

В изучении урболандшафта г. Владимира приняты следующие подходы к рассмотрению сути исторического ландшафта города: проблем-ный; принцип внутренней однородности и полноты выделения таксономи-ческих единиц; иерархичности и непересечения однородных границ. Все эти подходы особенно существенны при проведении районирования и типологии и являются общегеографическими.

Содержательный компонент историко-ландшафтного исследования подразумевает изучение урбопространства не только в пределах границ города определенного исторического этапа, что было бы вовсе неверным, но изучение города вместе с его окружением, так как урбанизированная среда всегда простирается шире границ самого города. Полосу городского окружения, в которой ощущаются последствия вторжения в естественный


167

ландшафт, можно назвать «зоной активного антропогенного влияния города». С увеличением темпов роста города ускоряется и темп его «антропогенного вторжения» в среду.

Анализ становления городских структур основан на: 1) исследовании естественных факторов ландшафтогенеза городских территорий; 2) иссле-дование роли и веса антропогенных факторов через виды хозяйственной деятельности, функциональную структуру и типы антропогенной среды урбанизированных территорий.

Под рассмотрение подпадают изменения природных и антропоген-ных комплексов, возникших в результате взаимодействия географической среды и социума. Это взаимодействие меняется на протяжении историчес-кого времени, что придает созданным комплексам свойство этапности развития, эволюционности.

Главным объектом изучения урболандшафта г. Владимира становится не исторический этап и свойственные ему пространственные характеристики, а урбогеокомплекс в его состоянии на определенном этапе в рамках функционально-структурного подхода.

Функциональный подход основывается на понимании, что городской ландшафт – продукт антропотехногеогенеза, в ходе которого ведущим понятием становится «функция и ресурс места (выдела)».

В соответствии с таким подходом ландшафтные выделы выступают в качестве:

1) объекта хозяйственного воздействия; 2) пространственного или оперативного базиса производства, расселения, «природного модификатора ландшафтов»;

3) среды жизнедеятельности и отдыха человека; 4) ресурсовоспроизводящей системы; 5) эталона естественных геосистем и процессов; 6) объекта научных исследований, источника знаний, территориальной организации. Функция урболандшафта отражает закрепленные формы природо-

пользования в пространстве, учитывая также специфические черты технологии во времени.

Исходя из общих подходов и принципов историко-ландшафтного аспекта изучения урбанизированной территории было выделено 5 этапов


168

эволюции урболандшафтов г. Владимира, на каждом из которых времени соответствует определенное состояние пространства.

Приведенная периодизация теснейшим образом перекликается с общепринятыми моделями периодизации в истории, так как город развивается совокупно и взаимосвязано с социумом, средой обитания которого он является, а проявление антропогенного фактора, формирую-щего и преобразующего городское пространство, подчиняется законам истории. С другой стороны, выделенные этапы подтверждаются и иными аспектами изучения – интенсивностью освоения свободных от застройки земель, распределением векторов пространственных интересов горожан в различные периоды. Анализ картографического материала и архивных источников позволил выделить время изменения границ города, его территориальный рост, репрезентативным является также показатель динамики изменения численности населения.

ТИПОВЫЕ ДИПЛОМНЫЕ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ-ЭКОЛОГОВ, РАЗРАБАТЫВАЕМЫЕ В РАМКАХ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

«ЛАНДШАФТНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ» И.Е. Князьков, А. Федорова


Дисциплина «Ландшафтное планирование», изучаемая студентами факультета химии и экологии ВлГУ направлена на формирование экологического подхода при решении вопросов благоустройства и озеленения территорий. Растения с успехом справляются с большинством проблем кондиционирования среды обитания человека, которые в противном случае приходиться решать с помощью дорогостоящих устройств: очистителей воздуха, увлажнителей и кондиционеров. Однако, было бы неправильно поставить знак равенства между фитодизайном территории и дизайном экологическим. Экологичность подхода должна проявляться на всех этапах проектирования.

1. Ситуационная оценка нынешнего состояния. Составляется подробный план имеющихся на территории объектов

(здания, дороги, малые формы, произрастающие деревья и крупные кустарники). Затем анализируется высота объектов, их цвет, фактура


169

поверхности и стиль оформления. Проводится изучение инсоляции терри-тории в разное время суток. Оценивают интенсивность рекреационной нагрузки и воздействия автотранспорта, что определяет условия для развития растений. Так как они могут повреждаться и гибнуть от присутствия загрязнителей в атмосфере и почве, при выборе видов деревьев, кустарников и трав для озеленения городских территорий следует учитывать экологические требования, использовать растения, способные выдержать максимальные нагрузки. Надо четко определить порог устойчивости (экологической емкости) отдельных участков зеленых насаждений к различным видам антропогенных нагрузок.

Работы, выполняемые по экологическому дизайну помещений должны строиться по тому же плану (освещение комнат, размещение разных объектов внутри них). Однако, особое внимание необходимо сосредоточить на анализе объемной организации помещения. Проводят измерение общего и свободного объемов и соотносят итог с нагрузкой помещения по числу посетителей и основных работников (жильцов).

2. Проектирование насаждений – важнейшая часть общего проекта благоустройства и озеленения. Размещение деревьев и кустарников, открытых газонных участков и цветников должно быть взаимосвязано с расположением зданий, хозяйственных площадок и дорожно-тропиночной сети, их размерами и конфигурацией. К озеленению городской застроики предъявляются свои специфические требования.

Деревья в полосах должны размещаться не ближе 5 м от здания, кустарники не ближе 1,5 м. В противном случае растения будут затенять окна зданий. Расчленить территорию площадки на самостоятельные по своему назначению участки можно с помощью групп или одиночных экземпляров деревьев и кустарников из устойчивых, преимущественно местных видов растений. Малопригодны кустарники с яркими, низко расположенными цветками и обильным плодоношением. Недопустимы виды растений с ядовитыми плодами и колючками. Для уменьшения повреждаемости растений в процессе эксплуатации вокруг игровых площадок устанавливают скамьи, ограждения или создают стенки небольшой высоты.

Растения следует размещать на 20-30 см выше поверхности площадок и не менее чем в метре от их кромки. При компоновке растений у площадок отдыха взрослых следует учитывать, прежде всего частичное


170

затенение их поверхности, особенно в южных районах. При этом лучше всего использовать крупные существующие деревья, проектируя площадки вблизи последних.

Для защиты от солнца уместно устройство пергол с лианами, зонтиков или тентов, а для защиты от ветра – декоративных стенок. Эффективным покрытием площадок отдыха является газонно-плиточное мощение (плиты, утопленные в газон).

Растения подбирают с учетом степени их фитонцидности. С южной стороны рекомендуется размещать деревья первой величины. Общим принципом пространственного и композиционного решения насаждений во дворах является сочетание открытых участков, которыми являются площадки и газоны с компактными группами деревьев и кустарников, размещаемыми вблизи площадок. Такой прием позволяет не только раскрыть декоративные качества, но и существенно улучшить микрокли-мат территорий, создать хорошие условия аэрации и инсоляции.

Использование в больших количествах растений с сильным запахом, способных вызвать аллергическую реакцию, нежелательны в связи с распространенными аллергическими заболеваниями у населения. Местное использование отдельных растений допустимо на просторных территориях, вдали от входа в здание.

При подборе ассортимента учитывают декоративные качества расте-ний (общий габитус растений, форму кроны, фактуру ствола, ветви и их окраску, цветки, плоды), их эколого-биологические свойства и особеннос-ти развития. При проектировании необходимо учитывать изменяемость габитуса и динамику развития растений в зависимости от условий существования и возраста и ориентироваться на их конечные формы и размеры.

Композиция насаждений должна решаться с учетом сезонной изменчивости растений в течение года: весеннего цветения (яблони, черемухи, рябины, сирени), летнего цветения (некоторые виды кустарни-ков), осенней окраски листьев и плодов (клены, березы и др.), окраски стволов и ветвей (дерен, береза, хвойные виды) в зимнее время года. На широких лужайках следует компоновать крупные группы деревьев и кустарников с одинаковыми силуэтами крон и оттенками в окраске листьев и стволов. На небольших участках газона целесообразно показать отдельные виды растений, создавая акценты или контрастные группы.


171

Цветники обогащают ландшафт жилого микрорайона, что имеет очень большое значение в условиях типовой жилой застройки. Они могут быть решены в виде клумб, рабаток, миксбордеров, ассортимент для которых подбирают из наиболее декоративных цветочных травянистых растений, преимущественно многолетников. Цветники размещают на особо ответственных участках микрорайона. Места для разбивки цветни-ков должны быть защищены от воздействия сильных ветров, хорошо освещены. Ассортимент растений подбирают по колеру, высоте и срокам цветения.

Большое значение для декорирования подъездов зданий, их фасадов, площадок отдыха, ограждений вокруг спортивных площадок, зданий телефонных подстанций и др. имеет вертикальное озеленение. Вертикаль-ное озеленение не требует больших площадей и может применяться в самых стесненных условиях застройки. Листья вьющихся растений задер-живают пыль, увеличивают относительную влажность воздуха, снижают перегрев стен, уменьшая их тепловое излучение, приглушают шум. Вьющиеся растения высаживают с учетом их биологических свойств (лазающие, цепляющиеся, обвивающиеся) с устройством или без устройства опор.

Для создания устойчивых насаждений необходимо использовать местные или хорошо акклиматизированные в данной местности виды деревьев и кустарников, выращиваемые в городских питомниках. Основу насаждений должны составлять 3-5 местных видов. Особо декоративные интродуценты (в небольшом количестве) можно применять при оформле-нии особо ответственных мест. Большую роль играют плотность посадок деревьев и кустарников и проектное соотношение их с газонами и цветниками.

Плотность, или густота, посадок на 1 га озеленяемой территории зависит как от климатических особенностей, так и от плотности застройки, наличия подземных коммуникаций, ширины проездов, количества автостоянок, развития дорожно-тропиночной сети, расположения пло-щадок и их величины. Так, в Москве по нормам института Моспроект на жилой территории рекомендуется на 1га высаживать 125 деревьев: из них 100 средне- и крупномерных лиственных, 20 стандартных саженцев лиственных и 5 хвойных пород.

3. Разработка концепции озеленения


172

Анализ ситуационного плана и функциональное использование территории определяет специфику фитодизайна и его связи с инертными объемно-пространственными формами территории.

Спокойный коричнево-серый тон здания предполагает в основном использование цветочных композиций решенных на основе гармоничес-кого сочетания. Цветовые контрасты следует использовать на небольших площадях и подчинять их идеи общей спокойной композиции. В связи с этим для дорожно-тропиночной сети предполагается использование брусчатки спокойных буро-коричневых тонов.

4. Функциональное зонирование территории. На территории выделяют участки, требующие специфических

подходов в озеленении: парадная зона перед фасадом здания, рекреацион-ная – зона наиболее интенсивного использования и переходные (буфер-ные) зоны, служащие для объединения и соподчинения разных участков.

5. Технико-экономический расчет. Как правило, экономический эффект от реализации комплекса

предлагаемых мероприятий не может быть определен непосредственным расчетом. Однако, несомненен косвенный экономический эффект, который оценивается по следующим позициям:

1. Улучшение селитебных характеристик территории, обусловленное увеличением зеленых насаждений и изменением структуры флористического комплекса в пользу видов, адекватных основным загрязняющим факторам территории.

2. Повышение привлекательности территории для проживания, отдыха или размещения офисных помещений, что приводит к росту арендной платы.

3. Повышение работоспособности офисных работников и увеличение количества заключаемых договоров.

4. Снижение заболеваемости среди жителей и работников офисов в связи с нормализацией экологических условий. Выводы. Студенты должны сделать выводы, в которые необходимо включить

основные моменты анализа территории, указать общую концепцию озеленения и ожидаемый эффект от реализации проекта.


173


174

Научное издание

ЭКОЛОГИЯ ВЛАДИМИРСКОГО РЕГИОНА

Сборник материалов II юбилейной научно-практической конференции

Под общей редакцией профессора Т.А. Трифоновой

Компьютерная верстка, дизайн обложки А.Н. Краснощёков

Подписано в печать 28.10.2008. Формат 60х84/16. Бумага для множит. техники. Гарнитура Таймс. Печать офсетная. Усл. печ. л. 11. Уч.-изд. л. 11,2. Тираж 600 экз.

Заказ ООО «ВладимирПолиграф»

600007, г. Владимир, ул. 16 лет Октября, 36а.

Documents

ЭКОЛОГИЯ ВЛАДИМИРСКОГО РЕГИОНАfhe.vlsu.ru/files/ekologia/sbor_er2.pdf · Экология Владимирского ... снежного покрова