ЭКОЛОГИЯ ВЛАДИМИРСКОГО РЕГИОНАfhe.vlsu.ru/files/ekologia/sbor_er1.pdf · ЭКОЛОГИЯ ВЛАДИМИРСКОГО РЕГИОНА Сборник материалов

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

Сборник материаловюбилейной научно-практической конференции

Владимирский государственный университет

Владимир

2001 г .


Министерство образования Российской Федерации


ЭКОЛОГИЯ ВЛАДИМИРСКОГО РЕГИОНА

Сборник материалов юбилейной научно-практической конференции

23 декабря 2000 г.

г. Владимир

Под общей редакцией профессора Т.А. Трифоновой

Владимир 2001

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, доцент А.Н. Краснощёков, член редколлегии

Печатается по решению редакционно-издательского совета Владимирского государственного университета

Юбилейная научно-практическая конференция «Экология Владимирского

региона» посвящена 10-летию со дня открытия кафедры экологии во Владимирском государственном университете.

В представленных материалах освещены вопросы экологии почв и речных

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

Исследования на кафедре экологии ВлГУ выполнены в составе федеральных целевых программ: ФЦП «Интеграция», «Университеты России», РФФИ, «Научное, научно-методическое, материально-техническое и информационное обеспечение системы образования» и др.

Сборник создан при финансовой поддержке внебюджетных экологических фондов Владимирской области и г. Владимира.

Предназначен для широкого круга специалистов, занимающихся проблемами экологии.

УДК 634.; 631.95; 577.4; 658.567; 37.01 ISBN 5-89368-276-9 © Владимирский государственный университет, 2001

3

СОДЕРЖАНИЕ

I. ЭКОЛОГИЯ ПОЧВ И РЕЧНЫХ БАССЕЙНОВ

Алексеев С.А. Особенности реформирования экологической инфраструктуры на современном этапе с учетом концепции перехода Российской Федерации к устойчивому развитию. …………………......

6 Трифонова Т.А., Амелин В.Г., Гришина Е.П., Староверов Д.А. Оценка

техногенной трансформации экосистем рек Рпень и Клязьма методами экологического мониторинга. ……………………….…….....

15 Мищенко Н.В., Трифонова Т.А. Экологическая оценка землепользования и

биопродуктивности различных типов природно-территориальных комплексов. ………………………………………………………...……...

21 Баринова К.Е., Иванова В.Ф., Шалашова Л.А. Агроэкологический монито-

ринг. ………………………………………………………………………..

28 Гришина А.В., Беликова Т.А. Токсикологическое обследование почв

сельхозугодий Владимирской области. ………………...……………….

33 Трифонова Т.А., Прокошев В.Г., Рощин С.В., Духанов А.В.,Краснощёков А.Н.

ГИС-технологии в адаптивно-ландшафтном земледелии (анализ и оптимизация использования посевных площадей Владимирского ополья).…..……………………………………………………………..…..

36 Баринова К.Е., Иванова В.Ф., Шалашова Л.А. Инвентаризация источников

загрязнения окружающей среды в бассейне р. Нерль. …………………

44 Шеин Е.В., Мазиров М.А., Бутылкина М.А., Буева Ю.Н. Педогенетическая

характеристика и пространственная изменчивость физических свойств комплексного почвенного покрова Владимирского Ополья. ...

47 Вахромеев И.В., Давыдова С.Н., Белоусов Н.Д., Корсаков А.А. Особо-

охраняемые природные территории области – новые подходы в новом веке. ……………………...……………………………….………...

55 Вильдяев В.М., Жиров А.В. Информационное и интеллектуальное

сопровождение управления водными ресурсами. …………..…...…......

59

II. ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Чеснокова С.М., Трифонова Т.А., Дюков В.В. Интегральная оценка состояния окружающей среды в г. Владимире методами биоиндикации и биотестирования. ………………………...…………….

66 Яцков И.К., Зуйкова Л.В., Батыгина Р.И., Андрианов Н.А. Состояние

атмосферного воздуха г. Владимира. …………..….……..……………...

71

4

Краснощёков А.Н., Трифонова Т.А. Моделирование техногенного загрязнения атмосферы с применением ГИС-технологий. ……...…......

74

Баженов Ю.В., Овчинников В.П. Проблемы обеспечения экологической безопасности автотранспортных средств в г. Владимире. ……...……...

80

Терентьев В.И., Щуко С.А. Дорожная экология требует большого внимания. 84 Трифонова Т.А. Региональные аспекты медицинской экологии. ……...……... 86 Курзанов А.М., Вертиев В.В., Буренков В.Н., Трифонова Т.А.,

Андрианов Н.А. Медико-экологические предпосылки создания и функционирования системы социально-гигиенического мониторинга в г. Владимире. ……………………………...……..……………...…...…

96 Игнатичев А.В., Буренков В.Н., Вертиев В.В. Языковые средства отбора

данных и формирования отчетов в подсистеме ведения регистров инфекционной заболеваемости. …………...………….…….…………....

101 Сташевская Л.В., Трифонова Т.А., Федоров А.В. Радиационно-защитные

свойства фильтрующих материалов. ………...……………………….…. 104

Мочалов Н.А., Шиманов А.Е., Федоров А.В. Экология заводу не помеха. .….. 108 Вильдяев В.М., Любимова О.С. Проблемы мониторинга поверхностных

водных объектов в России. ………………………….………………...….

114

III. ПРОБЛЕМЫ ОТХОДОВ

Потапова Е.П., Милкин А.Н. Муниципальная политика в области управления обращением с твердыми бытовыми отходами. Владимирский опыт. …………………...……...………………………….

125 Ильина М.Е. Системный анализ состояния проблемы твердых бытовых и

приравненных к ним промышленных отходов с целью их рационального вторичного использования. …..……………………..….

139 Трифонова Т.А., Ширкин Л.А., Селиванова Н.В. Тяжелые металлы в системе

“промышленные отходы – почва”. ……………………………….…...…

148 Ширкин Л.А. Техногенная миграция токсичных компонентов

промышленных отходов в почве: факторы и кинетика. ………………..

153 Селиванова Н.В., Трифонова Т.А. Утилизация шламовых отходов,

содержащих тяжелые металлы. ………..…………..…………….………

158

5

IV. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Трифонова Т.А., Чеснокова С.М. Система и стратегия экологического образования Владимирского государственного университета в XXI веке. ……………………………………………..………..………………..

163 Сахно О.Н., Трифонова Т.А. Экологическое образование, его особенности,

цели и пути их достижения. ………………………………………...…....

167 Чеснокова С.М., Сняткова Г.В. Практическая природоохранная работа –

важнейший компонент экологического воспитания и образования школьников. …………………………………………….……...………….

171 Сахно О.Н., Трифонова Т.А., Федотова С.В. Экологическая деятельность

учащихся как важнейшая составляющая системы непрерывного экологического образования. ………………………………...……….….

173 Амелин В.Г. Экологическое образование школьников. Тестовые методы

анализа объектов окружающей среды. ……………………..…….….….

178 Разумовская Т.В., Виноградов В.В. Программа развития экологического

образования в средней школе № 15 г. Владимира. ………...…………...

182 Репкин В.В., Лебедева Л.И. Создание модели экологического образования

на базе Второвской основной общеобразовательной школы в рамках концепции экологического образования и воспитания школьников. …

186 Степанович Н.М. Концептуальные основы построения непрерывного

экологического образования. ……………….……………………………

189

6

I. ЭКОЛОГИЯ ПОЧВ И РЕЧНЫХ БАССЕЙНОВ УДК 634; 631.95 С.А. АЛЕКСЕЕВ (Управление природопользования администрации Владимирской области)

ОСОБЕННОСТИ РЕФОРМИРОВАНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ

ИНФРАСТРУКТУРЫ НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ С УЧЕТОМ КОНЦЕПЦИИ ПЕРЕХОДА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ К УСТОЙЧИВОМУ РАЗВИТИЮ

На основе рекомендаций Конференции ООН по окружающей среде

и развитию (Рио-де-Жайнеро, 1992 г.), определяющих принципы согласованной политики устойчивого развития мирового сообщества и сохранения экосистемы Земли, в России разработаны основополагающие документы, в том числе утвержденная Указом Президента РФ «Концепция перехода Российской Федерации к устойчивому развитию».

Все эти документы нацелены на сбалансированное решение задач социально-экономического развития на перспективу и сохранения благоприятного состояния окружающей среды и природно-ресурсного потенциала в целях удовлетворения жизненных потребностей населения.

Для достижения этих целей принято более 30 федеральных законов и 41 федеральная целевая программа (ФЦП), основными из которых для Владимирской области являются ФЦП «Возрождение Волги» и ФЦП «Питьевая вода».

В развитие федерального законодательства во Владимирской области за 1997 – 2000 г. вступили в силу 218 новых нормативных правовых актов по вопросам природопользования и охраны окружающей среды, разработано 8 областных целевых экологических программ.

Благодаря принимаемым мерам, несмотря на рост объемов промышленного производства и старение основных природоохранных фондов, удалось сохранить позитивные тенденции стабилизации состояния окружающей среды.

Проблемой промышленных предприятий Владимирской области, да и всей России в целом являются вопросы компенсационных платежей и санкций за загрязнение окружающей среды и нерациональное использование природных ресурсов. Тяжелейшее финансово-экономическое положение абсолютного большинства предприятий заставляет инженерную мысль работать не на вопросы снижения

ISBN 5-89368 . Экология Владимирского региона. Владимир 2001

© Алексеев С.А., 2001

7

загрязнения окружающей среды, не на вопросы рационального использования природных ресурсов, а на поиск путей ухода от ответственности. Когда стоит вопрос о выживании: быть или не быть заводу, комбинату, фабрике, то руководителям, обычно, бывает не до экологии.

Мы прекрасно понимаем, что за годы реформ износились основные природоохранные фонды, что природные ресурсы десятилетиями брались, практически даром и это выработало определенную потребительскую психологию наших людей. Но уж если мы заговорили о рынке, то пусть он не превращается в базар в вопросах бережного отношения к окружающей среде. Рыночные законы будут применяться и в экологической сфере.

Впереди грядут институциональные преобразования, затрагивающие природоохранную деятельность, совершенствование природо-охранительного законодательства, экономических инструментов, новых механизмов принятия решений, обеспечивающих достижение поставленных целей. А цель у всех одна: повышение эффективности производства при минимальном ущербе для окружающей природной среды.

Должна возрасти роль тесного взаимодействия природоохранных организаций с другими органами исполнительной власти, предприятиями, экологически ориентированными общественными организациями и деловыми кругами. Нельзя допустить, чтобы отношения «природопользователь – контролер» строились на принципе боязни одного и недоверия другого. Здесь должны быть нормальные экономические отношения.

Рациональное природопользование

1. Минерально-сырьевая база Владимирская область в полной мере обеспечивает себя основными

общераспространенными природными ресурсами. Минерально-сырьевая база имеет широкий ассортимент сырья для

производства строительных материалов: глин кирпичных, керамзитовых и для цемента; песков строительных, силикатных, для стекольной и металлургической промышленности; песчано-гравийных материалов; карбонатных пород – извести, флюса и известковой муки.

С 1997 г. имеется тенденция к увеличению на 20 % его добычи для производства строительных материалов, которая сохраняется и в 2001 г. Для снижения стоимости жилья внедряется механизм уменьшения

8

стоимости реализованного сырья для организаций, ведущих строительство.

Геохимическими исследованиями последних лет, проведенными по федеральной и областной программам, на территории области выявлены аномалии золота, никеля, бария, марганца, углеводородных и других полезных ископаемых, являющихся нетрадиционными для Владимирской области. В целом с 1997 г. на разведку минерально-сырьевых ресурсов области затрачено 9,2 млн руб. федеральных и областных средств.

2. Леса Основным природным богатством области являются ее леса,

которые по своей продуктивности занимают одно из первых мест в Российской Федерации. Расчетная лесосека области составляет 1 млн 616,7 тыс. м3, в том числе 719 тыс. по хвойному хозяйству. Фактическое ее освоение по главному пользованию снизилось по сравнению с 1999 г. с 72 до 60 %. Более половины лесов на 45 участках лесного фонда с запасом древесины 815 тыс. м3 передано в аренду лесопользователям.

На протяжении ряда лет (начиная с 1994 г.) из-за отсутствия технологий и оборудования по глубокой переработке древесины расчетная лесосека по лиственному хозяйству ежегодно не осваивается в объеме 450 тыс. м3. На сегодняшний день лесопользователями области вообще не востребовано 257 тыс. м3 лиственных пород.

Выход из создавшегося положения видится в реструктуризации лесопромышленного комплекса в соответствии с основными направлениями его развития на 2000 – 2005 г. Проектом программы действий администрации Владимирской области в социально-экономической сфере на 2001 г. предусмотрены мероприятия по освоению лиственной, в том числе низкосортной древесины, имеющие как нормативное, так и прикладное значение.

К сожалению, мы не можем привести точные цифры по объемам расчетной лесосеки лесов, ранее находившихся в ведении сельскохозяйственных организаций. Она была утверждена более 15 лет назад и за это время претерпела значительные изменения. В прошлом году завершилась передача этих лесов в безвозмездное пользование сельскохозяйственным организациям в объеме 170,7 тыс. м3. В ближайший год–два необходимо закончить проведение лесоустройства в сельских лесах и представить материалы на согласование в администрацию области.

В последние годы значительно уменьшилось количество пожаров и пройденная огнем площадь. Не допущено крупных пожаров.

9

3. Животный мир В 2000 г. продолжалась работа по совершенствованию механизма

использования объектов животного мира. В соответствии с требованиями Федерального закона «О животном мире» принято постановление главы администрации области от 18.08.99 № 529 «О порядке предоставления в пользование объектов животного мира с целью охоты на территории Владимирской области». Объявлен конкурс, на который было выставлено 110 охотничьих участков.

С целью развития охотничьих хозяйств, повышения ответственности охотопользователей, увеличения вложения средств на воспроизводство и охрану животного мира разработаны рекомендации по усредненному оптимальному ведению охотничьего хозяйства, которые будут использоваться для оценки претендентов и выявления победителей конкурса.

Основными оценочными критериями рекомендаций стали квалификация и наличие в достаточном количестве специалистов охотничьего хозяйства, материальные, технические и финансовые возможности претендентов. Установлен минимальный уровень вложения финансовых средств по обеспечению биотехнических, охранных и воспроизводственных мероприятий.

Финансирование природоохранного строительства

В соответствии с Программой социально-экономического развития

Владимирской области на 2000 г. из всех источников финансирования на природоохранные мероприятия направлено 99,6 млн руб. По сравнению с 1999 г. вложения увеличились на 30 млн руб. (44 %). Из них около 80 % пошли на природоохранное строительство.

Завершаются пуско – наладочные работы на Центре демеркуризации ртутьсодержащих отходов.

В 2000 г. в рамках создания Центра технического захоронения отходов для г. Владимира, Петушинского и Собинского районов продолжались работы по организации мусоросортировочного комплекса. На проектные работы и приобретение основного технологического оборудования для участка сортировки из федерального и областного экофондов было выделено более 2,5 млн руб.

Из федерального бюджета профинансированы работы по берегоукреплению рек Ока (700 тыс. руб.) и Колокша (100 тыс. руб.).

10

Государственный экологический фонд оплатил мероприятия по строительству областного Дома природы, реконструкции и расширению очистных сооружений городов Коврова, Кольчугино, завершению строительства, пуску и наладке очистных сооружений СПК им. Ленина Собинского района.

Однако в деле природоохранного строительства остается много нерешенных проблем. Основная из них заключается в том, что на объекты, требующие срочного восстановления и реконструкции, нет проектно-сметной документации. Это не позволяет подать заявку на финансирование за счет федеральных целевых программ. Именно поэтому в федеральном бюджете на 2001 г. появился один единственный объект – Кольчугинские очистные сооружения – с финансированием 2 млн руб.

Экологические проблемы

1. Отходы. Наиболее значимой для области проблемой в вопросах

экологической безопасности продолжает оставаться загрязнение окружающей среды и в первую очередь промышленными и бытовыми отходами. У нас ежегодно образуется 1 – 1,3 млн т токсичных и около 1 млн м3 нетоксичных отходов 323 наименований.

Если переработка промышленных отходов в соответствии с законодательством возлагается на организации, их образующие, то бытовым мусором должны заниматься муниципальные образования, а это не всегда получается.

По состоянию на 01.01.2000 в области зарегистрировано 260 свалок из них несанкционированных – 187, санкционированных (т.е. имеющих постоянного владельца, земельный отвод и разрешение на размещение отходов) – 61. Общая площадь, занимаемая свалками и полигонами, составляет более 400 га.

Санитарное и экологическое состояние санкционированных свалок вызывает серьезную озабоченность. Предприятия ЖКХ, эксплуатирующие свалки, имеют разрешения на размещение отходов и лицензии на осуществление деятельности по обращению с отходами, тем не менее состояние данных объектов, их обустройство, технология эксплуатации не соответствуют требуемым природоохранным нормам.

Мероприятия по обустройству и эксплуатации свалок носят декларативный, бессистемный характер. Обязательные технологические

11

операции (уплотнение отходов, послойная засыпка грунтом) осуществляются от случая к случаю, контроль за качественным составом отходов не ведется, специальные требования по приему и размещению промотходов, разрешенных для размещения на свалках, не выполняются. Свалки не имеют ограждений. Имеют место частые возгорания.

В части оценки влияния промышленных и бытовых отходов на водные источники отмечается наличие мест их размещения, приближенных к водным объектам. Например, золошлакоотвал Владимирской ТЭЦ (р. Клязьма), карты шламоудаления с гальванического производства ОАО «Кольчугцветмет» (р. Беленькая). Среди санкционированных свалок 9 расположены в водоохранных и санитарно-защитных зонах населенных пунктов.

Ежегодные мероприятия по санитарной очистке хотя и способствуют улучшению внешнего облика городов и поселков, но не способны кардинально решить проблему отходов. Несанкционированные свалки остаются неизменными нашими спутниками, располагаясь в оврагах, отработанных карьерах, лесах и на обочинах дорог.

Лишь в Кольчугинском административном округе дела обстоят более-менее благоприятно. В остальных – эта проблема остается на первом плане, и особенно в городах Владимире, Коврове, Муроме, Собинском, Петушинском, Ковровском и некоторых других районах из-за отсутствия специализированных предприятий по обезвреживанию, переработке и захоронению отходов. Построить такие предприятия в каждом районе проблематично как в экологическом, так и в финансовом плане.

Поэтому «Областной программой переработки, обезвреживания и захоронения отходов» предусматривается строительство 5 межрайонных центров захоронения и создание участков по переработке конкретных видов промышленных отходов непосредственно на предприятиях.

В частности, на 2001 г. запланирована организация на ОАО «Муромтепловоз» участка переработки шламовых отходов гальванических и травильных производств предприятий области с получением грунтовки.

Два крупных города Владимир и Муром с целью снижения количества отходов, направляемых на захоронение, и использования в качестве вторичных ресурсов приняли решение о строительстве мусороперерабатывающих комплексов. По предварительным данным это будут высокоэффективные, быстро окупаемые производства.

12

2. Радиационная обстановка В 2000 г. введена система учета радиоактивных веществ и

радиоактивных отходов, который ведется по количеству, объему, активности, радионуклидному составу, местам их нахождения, хранению и основывается на данных первичного учета и оперативной информации, поступающей с предприятий, осуществляющих деятельность с радиоактивными источниками излучения.

Для оценки вредного воздействия радиационного фактора на население, планирования и проведения мероприятий по радиационной безопасности проводится обязательная ежегодная радиационно-гигиеническая паспортизация организаций области, составляется радиационно-гигиенический паспорт, что позволяет вести учет воздействия источников ионизирующего излучения природного и техногенного характера и планировать мероприятия по его снижению.

По данным наблюдений государственных надзорных органов и анализа паспортизации радиационная обстановка на территории области признана удовлетворительной.

3. Очистка стоков Не мене важной остается задача очистки промышленных и

хозяйственно-бытовых стоков. Пришли в негодность и работают не в проектных параметрах очистные сооружения в городах Камешково, Покров, Петушки, Лакинск, Собинка, Вязники и в некоторых других населенных пунктах.

В результате 97 % стоков, что составляет 190 млн м3, отводятся в водные объекты неочищенными или недостаточно очищенными.

Несмотря на снижение сбросов загрязняющих веществ, обусловленное в основном предшествующим спадом производства, экологическая обстановка на водных объектах области по-прежнему остается напряженной.

Качество воды большинства водотоков не отвечает нормативным требованиям. По данным гидрохимического мониторинга около 1/3 из числа контролируемых створов имеют воду 5 – 7-го классов качества по семибалльной шкале индекса загрязнения вод, характеризуясь как грязная, очень грязная и чрезвычайно грязная.

Отрицательно сказалась передача сельских очистных сооружений на баланс организаций жилищно-коммунального хозяйства, где большинство из них находятся в аварийном состоянии. В населенных пунктах области из-за несовершенства технологии очистки, низкого уровня эксплуатации,

13

неудовлетворительного состояния очистных сооружений и недогрузки их по гидравлике (а в ряде случаев перегрузке) не обеспечиваются проектные показатели очистки сточных вод.

С участием областного финансирования намечено продолжение реконструкции очистных сооружений биологической очистки в городах Коврове, Кольчугине и Лакинске в общем объеме порядка 7 – 8 млн руб.

Одновременно прорабатывается вопрос проведения пуско-наладочных работ на сельских очистных сооружениях силами городских водопроводно-канализационных предприятий с последующей передачей им этих сооружений в оперативное управление.

К сожалению, темпы восстановительных работ явно недостаточны, а проблема сельских очистных сооружений стала иметь чрезвычайный характер и требует незамедлительного решения, которое невозможно без совместных усилий областных и местных органов исполнительной власти, природоохранных структур, эксплуатирующих организаций и финансирования из всех возможных источников.

4. Питьевое водоснабжение Оценка состояния водных объектов – источников питьевого

водоснабжения показывает, что ситуация с обеспечением населения качественной питьевой водой постоянно ухудшается. Практически ни один из городов и районов области не обеспечивается в течение года питьевой водой, качество которой отвечало бы санитарно-гигиеническим требованиям по физико-химическим, органолептическим и микробиологическим показателям. Более половины городских и поселковых водопроводных сетей имеют физический износ от 50 до 100% и находятся в аварийном состоянии.

Решение задач по улучшению качества питьевой воды, восстановлению, реконструкции и строительству систем водоснабжения, укреплению производственно-эксплуатационной базы предприятий водопроводно-канализационного хозяйства, охране и улучшению состояния водных объектов призвана осуществить принятая Законодательным собранием Владимирской области в 1999 г. региональная программа "Обеспечение населения Владимирской области питьевой водой с 1999 по 2010 годы" с общим объемом финансирования более 1,7 млрд руб.

Организация исполнения и контроль за реализацией программы возложены на региональную комиссию. Однако из-за отсутствия финансовой поддержки бюджетов всех уровней программа практически не

14

реализуется, к этому ведет также отсутствие проектно-сметной документации по объектам, включенным в программу.

Законо- и нормотворческая деятельность

В настоящее время в земельном и градостроительном

законодательстве Российской Федерации сложилась ситуация, когда субъекты федерации не могут в полном объеме воспользоваться своим конституционным правом в части владения, пользования и распоряжения землей (статья 72 Конституции РФ), несмотря на имеющиеся полномочия по принятию решений о строительстве объектов недвижимости регионального значения.

Выдача разрешений на строительство (в том числе объектов федерального и областного значения) отнесена к предметам ведения местного самоуправления. Однако их интересы не всегда могут совпадать с интересами региона, что позволяет блокировать строительство, несмотря на наличие всех необходимых согласований и положительных заключений экспертизы. Пример тому – местный референдум в Петушинском районе по строительству центра технического захоронения отходов для города Владимира и прилегающих к нему районов.

Разрешение ситуации возможно только при внесении необходимых изменений в федеральное законодательство: Земельный и Градостроительный кодексы РФ.

Наделение органов государственной власти субъектов федерации правом изъятия и предоставления земельных участков для строительства объектов регионального и межрегионального значения позволит ликвидировать возникшие противоречия в законодательной базе, в связи с чем администрацией области подготовлены проекты соответствующих федеральных законов для внесения их в порядке законодательной инициативы в Государственную Думу РФ.

Решение задач улучшения состояния окружающей природной среды должно осуществляться путем совершенствования действующих, разработки и внедрения новых механизмов экологической политики (включая нормативную правовую базу, экономическую и финансовую системы, государственные экологические мониторинг и контроль, экологическую экспертизу), а также проведением научных исследований в целях более глубокого понимания экологических проблем и поиска путей их решения, формирования общественного экологического сознания.

Получено: 05.02.01.

15

Т.А. ТРИФОНОВА, В.Г. АМЕЛИН, Е.П. ГРИШИНА, Д.А. СТАРОВЕРОВ (ВлГУ)

ОЦЕНКА ТЕХНОГЕННОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ ЭКОСИСТЕМ РЕК РПЕНЬ И КЛЯЗЬМА МЕТОДАМИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА

Проблема экологического мониторинга рек, являющихся основными

путями аккумуляции и транзита загрязняющих веществ, является весьма актуальной для индустриальных регионов, к которым относится Владимирская область.

Река Клязьма – основная водная артерия Владимирской области. Качество воды в р. Клязьма формируется под влиянием нескольких факторов: значительного негативного воздействия промышленных предприятий Московской области в верхнем течении реки; сброса недостаточно очищенных сточных вод предприятиями Владимирской области; смыва загрязняющих веществ поверхностными и ливневыми стоками с территории водосборного бассейна.

По данным гидрохимического мониторинга в последние десятилетия р. Клязьма была подвержена сильному антропогенному загрязнению на всем своем протяжении. Качество воды в реке и ее притоках характеризовалось от «загрязненной» до «чрезвычайно грязной». К характерным загрязнителям относятся биогенные элементы, нефтепродукты, тяжелые металлы, особенно медь и цинк. При этом наиболее высокие кратности превышения ПДК наблюдаются в створе на границе с Московской областью, ниже по течению качественный состав реки улучшается за счет самоочищения и разбавления более чистыми водами притоков.

Значительное количество загрязняющих веществ поступает в Клязьму в черте г. Владимира с водами ее притока – р. Рпени, испытывающей значительную техногенную нагрузку. Площадь бассейна р. Рпень составляет 273 км2, из них около 55 км2 (или 20 %) занимает г. Владимир. 77 % площади г. Владимира находится в бассейне р. Рпень. Бассейн подвергается интенсивному антропогенному вмешательству в южной, устьевой части, а также в пределах притока р. Содышка.

Водоотведение использованных вод в бассейне р. Рпень осуществляется в канализацию г. Владимира и в реки бассейна р. Рпень. Воды либо недостаточно очищенные, либо сбрасываются без очистки. В реку Рпень непосредственно или через впадающие овражки в последние годы сбрасывали стоки после локальных очистных сооружений промышленные предприятия города: ОАО НПО «Магнетон»; ОАО


© Трифонова Т.А., Амелин В.Г., Гришина Е.П., Староверов Д.А., 2001

16

«ВЭМЗ»; ОАО «Электроприбор»; ОАО «ВТЗ»; ФГУП ВПО «Точмаш»; комбинат «Тепличный»; ТЭЦ; ОАО «Владимирэнерго», ОП «Тепловые сети». В истоке р. Содышка имеются очистные сооружения двух птицефабрик – «Юрьевецкой» и «Центральной». Во время весенних паводков и дождей происходит загрязнение водохранилища р. Содышка стоками с прилегающей территории у автомобильной магистрали Москва – Нижний Новгород.

Химические анализы качества вод свидетельствуют о том, что концентрации загрязняющих веществ в реках бассейна р. Рпень превышают ПДК для рыбохозяйственных водоемов в 2 – 30 раз по железу, тяжелым металлам, нефтепродуктам и др. и с течением времени не уменьшаются [1, 2].

Возможность оценки изменений, происходящих под действием техногенных факторов, дает комплексное использование методов экологического мониторинга: химического анализа воды и донных осадков, изучения видового разнообразия в экосистеме, исследования микроэлементного состава гидробионтов [3]. Ценную информацию о характере загрязнения может дать также использование методов дистанционного зондирования [4].

Проведенное нами изучение транзитного загрязнения территории бассейна реки Рпень с использованием данных космофотосъемки показало, что вдоль долины р. Рпень проходит основное направление распространения загрязняющих веществ выбросов промышленных предприятий г. Владимира с воздушными массами и осаждение основной массы загрязнений происходит на водосборной территории р. Рпень [5]. Атмосферное загрязнение, таким образом, усугубляет загрязнение реки сточными водами промышленных предприятий.

Полученные нами данные гидрохимического мониторинга р. Рпень на всем ее протяжении показывают значительное ухудшение качества воды в черте г. Владимира и максимальное загрязнение при впадении в р. Клязьма. Об этом свидетельствует увеличение электропроводности воды и резкое повышение концентраций железа (III), меди, цинка и хлоридов. Уровень загрязнения характеризуется превышением ПДК для водохозяйственных водоемов по меди в 80 – 100 раз, цинку – в 2 – 30 раз, железу (III) – в 8 – 15 раз (табл.1).

Загрязнение воды реки Рпень приводит к заметному снижению видового разнообразия фауны реки (табл.2). Класс качества воды по биотическому индексу [6] соответствует « 2 » – « 3 » за пределами города Владимира и далее изменяется до « 4 » – « 5 » в черте города и устье реки.

17

Таблица 1 Результаты химического анализа и измерения

электропроводности воды реки Рпень

Створ № Место отбора пробы Cu2+,

мг/л Zn2+, мг/л

Fe3+, мг/л

Cl-, мг/л

Электропро-водность, См

1 Исток р. Рпень, д. Тарбаево 0,0003 н/о 0,10 4,0 0,020

2 Устье р. Сдеришка, пос. Садовый 0,0005 н/о 0,09 7,5 0,040

3 Устье р. Содышка, пос. Сновицы 0,01 н/о 0,125 39 0,037

4 р. Рпень, пос. Сновицы 0, 001 0,01 0,30 20 0,040

5 р. Рпень, а/мост трассы Москва – Нижний Новгород 0,005 н/о 0,45 25 0,046

6 р. Рпень, а/мост ул. Фрунзе, г. Владимир 0,01 0,03 0,50 25 0,051

7 Устье р. Рпень, г. Владимир 0,10 0,30 1,50 67 0,087

Поскольку известно, что техногенное загрязнение практически всегда проявляется в накоплении целого ряда химических элементов в различных объектах окружающей среды и биоте, с целью определения уровня накопления тяжелых металлов было проведено исследование микроэлементного состава гидробионтов в реке Рпень, а также в реке Клязьме выше и ниже города Владимира.

С целью определения уровня накопления загрязнителей в гидробионтах р. Рпень был исследован микроэлементный состав беспозвоночных индикаторных организмов, обнаруживаемых в створах, и рассчитаны коэффициенты накопления элементов в гидробионтах (табл.3). В целом полученные данные свидетельствуют об увеличении коэффициентов накопления с ростом концентрации загрязнителя в речной воде. Однако, реакция различных гидробионтов на увеличение содержания тяжелых металлов в воде неодинакова. Для одних индикаторных организмов (беззубки, перловицы, прудовик-катушка) наблюдается увеличение коэффициентов накопления по мере повышения концентрации поллютанта в среде до определенного предела, превышение которого делает среду непригодной для существования данного вида; для других гидробионтов (большая и малая ложноконские пиявки) фиксируется уровень загрязнения среды, при котором происходит уменьшение коэффициента накопления токсикантов, что вероятно свидетельствует об

18

адаптационных возможностях для выживания вида в условиях высокого загрязнения среды.

Таблица 2 Видовое разнообразие фауны р. Рпень

Створ №

Место отбора гидробионтов Представители речной фауны

1

Исток р. Рпень, д. Тарбаево

Губка (речная бодяга), личинки ручейников (гидропсиха, риакофила, нейреклипсис), затворки, личинки стрекозы (дедка), личинки мошек, беззубка, перловица, губка (озерная бодяга)

2 Устье р. Сдеришка, пос. Садовый

Губка (речная бодяга), плоские пиявки (улитковая), червеобразные пиявки (малая и большая ложноконские), прудовик катушка, беззубка, перловица, личинки комара-звонца (мотыль), личинки ручейника (анаболия)

3 Устье р. Содышка, пос. Сновицы

Губка (речная бодяга), личинки ручейников (риакофила, нейреклипсис, анаболия), личинки стрекозы (дедка, красотка)

4

р. Рпень, пос. Сновицы, ниже устья р. Содышка

Губка (речная бодяга), личинки ручейников (риакофила, нейреклипсис, анаболия), личинки стрекозы (дедка, красотка), плоские пиявки

5 р. Рпень, а/мост трассы Москва – Нижний Новгород

Личинки ручейников (гидропсиха, анаболия), личинки стрекозы (дедка), прудовик катушка, беззубка, перловица, губка (речная бодяга), затворки

6

р. Рпень, а/мост ул. Фрунзе, г. Владимир

Червеобразные пиявки (малая и большая ложноконские), личинки мошек

7 Устье р. Рпень, г. Владимир

Личинки комара-звонца (мотыль), личинки мошек

Накопление тяжелых металлов в организмах гидробионтов определяется сложными процессами их поглощения, распределения, детоксикации и выведения. Наблюдаются значительные различия как в накоплении металлов в организмах рыб разных видов, так и в различных органах и тканях рыб одного вида, что, очевидно, связано с различными условиями обитания, особенностями питания и особенностями метаболизма. Вне зависимости от вида преимущественное накопление меди происходит в печени рыб, накопление цинка происходит как в печени, так и в жабрах и чешуе, никель и свинец преимущественно депонируются в чешуе. Характерно отсутствие накопления хрома в органах и тканях рыб даже при весьма высоком его содержании в

19

абиотических средах, не обнаруживается также заметного накопления в мышцах и органах рыб кадмия [7, 8, 9]

Таблица 3 Коэффициенты накопления химических элементов в гидробионтах

Створ №

Вид гидробионта

Содержание химических элементов в теле гидробионтов, мг/кг

Коэффициент накопления

К = Сг / Св , мг/ мг Fe3+ Cu2+ Zn2+ Cl- Fe3+ Cu2+ Zn2+ Cl-

1 Беззубка перловица 15 0,06 0,26 0,55 170 210 - 0,1

2 - // - 53 0,34 0,81 14 530 680 - 1,9 5 - // - 330 1,5 5,3 91 1900 390 52000 2,8 2 Прудовик

катушка 17 1,5 1,9 14 170 3060 - 1,9 5 - // - 428 33 12 140 2500 8300 12550 4,4 2 Большая и малая

ложноконские пиявки 350 6,8 23 9,5 3500 1300 - 1,2 6 - // - 860 84 230 110 1150 1050 3600 2,0

Полученные нами результаты определения содержания тяжелых металлов в образцах рыб из р. Клязьма (табл. 4) свидетельствуют о невысоком в целом содержании тяжелых металлов в мышцах рыб, не превышающем в большинстве случаев ПДК для рыбных продуктов.

Сравнение содержания тяжелых металлов в органах и тканях одновозрастных рыб, отловленных на различных участках реки Клязьма, показывает, что в точках отбора проб выше и ниже города Владимира по течению реки разница в содержании тяжелых металлов в гидробионтах незначительна. Учитывая достаточно однородный характер фотоизображения водной поверхности на космоснимках, полученных при дистанционном зондировании, можно заключить, что характер загрязнения данной части реки в большей степени определяется техногенной нагрузкой в верхнем ее течении, чем непосредственным влиянием города.

Проведенные исследования позволяют сделать вывод, что особенности техногенного загрязнения рек, выявленные методами химического анализа воды, проявляются в изменении видового разнообразия речной фауны, накоплении ряда тяжелых металлов в организмах гидробионтов, а также находят отражение в изменении характера фотоизображения водной поверхности на космоснимках.

20

Таблица 4 Содержание тяжелых металлов в органах и тканях леща,

отловленного в р. Клязьма (мг/кг сырой массы)

Эле-мент Ткани и органы Выше г. Владимира Ниже г. Владимира

Сu2+ мышцы 0,58 0,81 печень - 13,0 жабры 24,4 0,61 чешуя 1,54 -

Zn2+ мышцы 1,85 3,34 печень 17,5 жабры 30,4 8,50 чешуя 30,6 -

Ni2+ мышцы 1,62 0,43 печень - 1,92 жабры 3,7 4,20 чешуя 4,43 -

Pb2+ мышцы 0,52 0,57 печень - 1,22 жабры 3,33 1,72 чешуя 5,30 -

Cd2+ мышцы 0,056 0,041 печень - 0,157 жабры 0,259 0,108 чешуя 0,323 -

«-» - отсутствие данных погрешность анализа + (5 – 10) %

Комплексное использование методов гидрохимического,

биологического и дистанционного мониторинга позволяет оценить техногенную нагрузку на водные экосистемы и степень их деградации.

Библиографический список 1. О состоянии окружающей среды и здоровья населения Владимирской области в 1997 году. Ежегодный доклад / Под ред. С.А. Алексеева; –Владимир, 1998. – 149 с.

2. Никаноров А.М., Жулидов А.В., Покаржевский А.Д. Биомониторинг тяжелых металлов в пресноводных экосистемах. – Л.: Гидрометеоиздат, 1985. – 144 с.

3. Аэрокосмический мониторинг окружающей среды и лазерное дистанционное зондирование: Учеб. пособие / Т.А. Трифонова, Л.Т.

21

Сушкова, С.М. Аракелян; Владим. гос. техн. ун-т. – Владимир, 1995. – 116 с.

4. Трифонова Т.А., Мищенко Н.В., Гришина Е.П.. Индикация атмосферного техногенного загрязнения по материалам космофото-съемки. // Известия РАН. Сер. География. 1997. – №3. – С. 126 – 133.

5. ГОСТ 17.13.07-82. Система качества вод СЭВ, 1982 г. Санитарно-экологическая оценка качества вод, 1990 г. – М.: Изд-во стандартов. 1982.

6. Лукин А.А., Даувальтер В.А., Кашулин Н.А., Раткин Н.Е. Влияние аэро-техногенного загрязнения на водосборный бассейн озер субарктики и рыб // Экология. – 1988. – №2. – С. 109 – 115.

7. Дж. В. Мур, С. Рамамурти. Тяжелые металлы в природных водах. – М.: Мир. – 1987. – 286 с.

8. Т.А. Трифонова, В.Г. Амелин, Е.П. Гришина и др. Биомониторинг р. Клязьма с использованием космической фотоинформации // Монито-ринг, безопасность жизнедеятельности. – 1997. – №1. – С. 22 – 24.


Н.В. МИЩЕНКО, Т.А. ТРИФОНОВА (ВлГУ)

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЯ И БИОПРОДУКТИВНОСТИ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ПРИРОДНО-

ТЕРРИТОРИАЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ Обычно экологические проблемы связаны со слабой разработкой

научных принципов эффективного природопользования и управления природными ресурсами. Представляется актуальным поиск интегральных характеристик, позволяющих оценить последствия воздействия человека на структуру ландшафта.

Продуктивность растительного покрова – одна из важнейших характеристик состояния и функционирования как локальных экосистем, так и биосферы в целом, активность продукционных процессов в значительной мере определяет структуру энергетических потоков и интенсивность основных круговоротов в биосфере, а долговременная динамика продуктивности ландшафтов необходима для оценки баланса углерода. В связи с этим показатели продуктивности различных типов


© Мищенко Н.В., Трифонова Т.А., 2001

22

экосистем и биомассы могут быть использованы для расчетов индекса устойчивости экосистем.

В настоящей работе представлены результаты анализа различных подходов к оценке структуры землепользования. При этом особое внимание уделено взаимосвязям изменения площадей, занимаемых различными угодьями с показателями продуктивности и запасами фитомассы различных природно-территориальных комплексов (ПТК).

В основу исследования положены три подхода, учитывающие в сравнении различные ПТК: административный район, природный ландшафт и водосборный бассейн. Для анализа была выбрана территория правобережья р. Клязьмы в пределах Владимирской области. Первый вариант включает исследования по двум административным районам (Гусь-Хрустальный и Судогодский); второй вариант – по четырем природным ландшафтам (Судогодское высокоречье, Центральная приозерная Мещера, Гусево-Колпьское междуречье и Окско-Цнинский вал), третий вариант базировался на исследованиях в пределах водосборного бассейна р. Судогда.

Методический подход основан на оценке продуктивности экосистем по показателям запасов фитомассы живых растений и годичной продукции с учетом надземной и подземной частей растений.

В структуре землепользования были выделены основные типы угодий: леса, сельскохозяйственные угодья, болота, луга. Данные об изменении занимаемых ими площадей были получены из архивных материалов комитета по землеустройству, а также с выполненной нами карты. Продукция каждой экосистемы определялась через сумму продукций угодий, входящих в ее состав.

Важным этапом выполняемой работы явилось картографирование. Составленная нами карта современной структуры землепользования стала базовой для последующих экологических оценок, расчетов запасов фитомассы и продукции различных ПТК.

Оценка землепользования и продуктивности угодий

по территориям административных районов Для экологической оценки землепользования по административным

подразделениям выбраны два соседних района Владимирской области: Судогодский и Гусь-Хрустальный, где проанализированы динамика изменения площадей, запасов фитомассы и биопродукции районов за период с 1933 по 1997 г. Более детально данные показатели рассмотрены

23

для периода с 1970 по 1997 гг., когда не изменялись административные границы.

На отрезке времени с 1970 по 1990 гг. запасы фитомассы и продукция Судогодского района почти не изменялись (рис. 1) Однако, если оценить вклад угодий в общие показатели по району (рис. 2), то здесь такой однозначности нет. В этот период плавно увеличиваются площади лесов в районе, и следовательно, увеличивается их вклад в общую фитомассу и продукцию. Площадь же лугов и их продукция уменьшаются. Но рост продукции лесов как бы скомпенсировал падение продукции лугов, и это привело к стабильности продукции и фитомассы в 1970 – 1990 гг. в общем по району. За период с 1990 по 1997 г. в районе отмечалось снижение лесных площадей, продолжалось уменьшение площадей лугов, незначительно возросла площадь сельскохозяйственных угодий, но в целом по району все перечисленные изменения в структуре землепользования привели к общему снижению продукции и запасов фитомассы (см. рис. 1).

Рассмотрим динамику изменения площадей основных угодий, запасов фитомассы и годичной продукции Гусь-Хрустального района (см. рис. 1, 2). Запасы фитомассы и годичной продукции района в целом за период с 1970 по 1997 г. оставались примерно неизменными (см. рис. 2). Важно отметить, что при стабильности общих показателей по району внутри угодий имели место разнонаправленные изменения. Так, пропорционально площадным показателям увеличивалась годичная продукция лесов, снижалась продукция лугов; продукция сельскохозяйственных угодий была примерно постоянной, в целом снизилась продукция болот (см. рис. 2). Относительную стабильность районных показателей продуктивности обеспечили леса. Незначительное снижение продуктивности к 1997 г. связано с тем, что за период с 1990 по 1997 г. площадь леса не увеличилась, а площадь наиболее продуктивных угодий, какими являются луга, продолжала уменьшаться.

Изменения фитомассы и продукции в целом по району позволяют дать общую экологическую оценку землепользования. Для того, чтобы понять и проанализировать причины этих изменений, необходимо оценить структуру по различным угодьям и их вклад в общую продукцию района.

В Гусь-Хрустальном районе различные изменения в структуре землепользования, которые произошли за рассматриваемый период, не повлекли за собой значительного снижения общей продукции и запасов фитомассы. Это говорит об общей устойчивости ПТК. В то же время в Судогодском районе в последние годы наметилась тенденция к снижению

24

запасов фитомассы и продукции за счет сокращения площадей, занимаемых лесами и лугами. Это, несомненно, должно послужить сигналом к анализу и пересмотру структуры землепользования.

Рис. 1. Динамика фитомассы (т) и годичной продукции (т/г.):

- фитомасса; - продукция

Рис. 2. Годичная продукция основных угодий, т/г.:

25

Если сопоставить тенденции в изменении фитомассы и продукции в Судогодском и Гусь-Хрустальном районах с данными по области в целом, то можно отметить, что Судогодский район по основным динамическим характеристикам близок к области в целом. Так, за период с 1970 по 1997 гг. во Владимирской области не было значительных изменений в запасах фитомассы и продуктивности, а за промежуток с 1990 – 1997 гг. произошло небольшое их снижение, хотя диапазон колебаний в Судогодском районе больше, чем в масштабах области. Однако в целом по области не отмечалось снижения площадей, занимаемых лесами, как в Судогодском районе. Негативная тенденция к сокращению фитомассы и продукции лугов отмечается как в масштабах области в целом, так и в обоих районах.

В результате чрезмерного выпаса многие луга находятся в стадии деградации. В области отмечается ухудшение состояния растительности лугов в поймах рек Клязьмы, Оки и их притоков, что связано с многолетним интенсивным использованием их в качестве стационарных летних пастбищ. Повсеместно происходит смена и вырождение коренных типов природных пастбищ, уничтожение растительного покрова, приводящее к потере пастбищ как источников кормов.

Актуальной проблемой является зарастание продуктивных кормовых угодий кустарником и мелколесьем. В условиях Владимирской области происходит в основном зарастание малоценными древесными породами и кустарниками. Качество травостоя на зарастающих угодьях, как правило, низкое.

Оценка землепользования и продуктивности угодий в пределах естественных природных ландшафтов

Следующим этапом работы явилась экологическая оценка землепользования Судогодского и Гусь-Хрустального районов в пределах естественных природных ландшафтов. Очевидно, что оценка землепользования лишь в рамках административных районов с экологической точки зрения недостаточно информативна, поскольку при создании административных границ не учитываются те естественные экосистемные процессы, которые происходят в окружающей среде и определяют границы естественных природных ландшафтов.

На анализируемой территории расположено четыре природных ландшафта: Судогодское высокоречье, Окско-Цнинский вал, Центральная приозерная Мещера, Гусево-Колпьское междуречье, которые занимают неодинаковые площади в административных границах. По всем

26

анализируемым показателям (площадь, запасы фитомассы, удельная продукция, общая продукция) ведущее место принадлежит природному ландшафту Центральной приозерной Мещеры, где в почвенном покрове доминируют гидроморфные почвы (торфянисто-подзолистые, болотные и лугово-болотные).

На втором месте по площади, общей и удельной продукции находятся Судогодское высокоречье и Гусево-Колпьское междуречье и значения указанных параметров у них примерно одинаковые. Однако по запасам фитомассы Судогодское высокоречье уступает Гусево-Колпьскому междуречью. В почвенном покрове этой территории преобладают дерново-подзолистые почвы. Окско-Цнинский вал из четырех природных районов занимает самую меньшую площадь и характеризуется наименьшими значениями запасов фитомассы и продукции, здесь расположены преимущественно дерново-подзолистые и дерново-карбонатные почвы.

Оценка землепользования и продуктивности угодий

в пределах бассейна реки Судогды В последнее время большое внимание уделяется развитию

бассейнового подхода в исследованиях. Под речным бассейном понимается часть земной поверхности с учетом толщи почвогрунтов, откуда происходит сток вод в определенную реку или речную систему. Сток, таким образом, играет роль интегрирующего фактора. В границах бассейна удобно анализировать характер взаимодействия человека с природой в процессе ее освоения, так как именно водный фактор оказывает существенное влияние на развитие и размещение производства, расселение людей, распространение загрязнений. Кроме того, бассейн представляет реальную геосистему, границы которой однозначно выделяются на картах и на местности.

Нами были проанализированы запасы продукции и фитомассы в бассейне реки Судогда. Рассматриваемый бассейн включает три природных ландшафта: Судогодское высокоречье, Окско-Цнинский вал и Гусево-Колпьское междуречье. В целом продукция бассейна составляет 1190 тыс.т в год. Наибольший вклад в общую продукцию вносит Судогодское высокоречье, так как именно этот ландшафт занимает большую часть бассейна. Процент вклада продукции каждого ландшафта в общую продукцию бассейна показан в таблице. Однако по удельной продуктивности, на первое место в пределах бассейна выходит Окско-Цнинский вал.

27

Рассмотрим, какой вклад в общую продукцию бассейна вносят различные угодья. Лесами на территории бассейна покрыто 1433,7 км2 (68%) территории. Нами проведен анализ запасов продукции различных типов лесов в бассейне реки, включая леса сосновые, еловые, березовые, осиновые. Так, сосновые леса играют значительную роль в обеспечении данной экосистемы и всей природной территории биопродукцией, так как именно они преобладают на рассматриваемой территории. Их продукция составляет 44 % от продукции всех лесов бассейна, процент продукции березовых лесов 15,5 %, еловых 5 %, осиновых 2,2 %.

Продукция природных ландшафтов бассейна р. Судогда

Характеристика Судогодское Высокоречье

Окско-Цнинский вал

Гусево-Колпьское междуречье

Всего по бассейну

Фитомасса, тыс. т 1520 (54 %) 770 (27 %) 540 (19 %) 2830

Продукция, тыс. т в год 650 (55 %) 310 (26 %) 230 (19 %) 1190

По абсолютным показателям самое большое количество лесов

сосредоточено в Судогодском высокоречье. Они дают половину запаса фитомассы и общей продукции бассейна реки. Почти в два раза меньше лесов на Окско-Цнинском валу и самая меньшая площадь лесов приходится на Гусево-Колпьское междуречье.

Луга были разграничены на суходольные и заливные, при этом суходольные луга вносят больший вклад в общую продукцию по сравнению с заливными. Это объясняется значительным превышением площади суходольных лугов над заливными в рассматриваемом районе, хотя среднее значение продуктивности заливных лугов выше, чем суходольных.

Наиболее освоенным также является Судогодское высокоречье. Продукция сельскохозяйственных угодий в этом ландшафте составляет 7,3 % от всей продукции бассейна, в Гусево-Колпьском междуречье 2,2 %, на Окско-Цнинском валу 1,9 %.

Таким образом, занимая 76 % территории бассейна реки Судогда, природный ландшафт Судогодского высокоречья дает самый большой вклад продукции и фитомассы, отличается самой большой распаханностью земель.

Таким образом, при экологической оценке землепользования необходимо принимать во внимание не только изменение площадных показателей различных угодий, но и динамику общей продукции и

28

фитомассы на изучаемой территории. Поскольку данные показатели в интегрированном виде характеризуют структуру и функционирование экосистем, именно они могут определять устойчивость экосистем.

Оценивая землепользование, следует наряду с административными районами учитывать и другие типы природно-территориальных комплексов, такие как природные ландшафты и водосборные бассейны. Антропогенное воздействие на почвы в пределах административного района, кажущееся незначительным, способно, однако, существенно повлиять на функционирование отдельного ландшафта. Это определяется тем, что антропогенная нагрузка (в частности сельскохозяйственная) в районах распределена неравномерно и зависит от особенностей ландшафтной структуры территории.


К.Е. БАРИНОВА, В.Ф. ИВАНОВА, Л.А. ШАЛАШОВА (Государственный центр агрохимической службы «Владимирский»)

АГРОЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ

Основной задачей земледелия является удовлетворение потребностей человечества в качественных продуктах питания. Эта проблема продолжает оставаться одной из наиболее острых. Человечество вечно будет зависеть от сельского хозяйства в отношении продуктов питания. Сельскохозяйственная наука, ученые должны многое сделать в этом направлении.

Рост продуктивности посевов – важный фактор в решении продовольственной проблемы. Все факторы, за счет которых формируется урожай, равнозначны и незаменимы. Однако среди них есть такие, опираясь на которые можно достичь очень высоких результатов.

Увеличение продуктивности возможно за счет селекции, семеноводства, внесения удобрений, гербицидов, фунгицидов и инсектицидов, причем за счет комплекса средств химизации в значительно большей степени. При комплексном внесении средств химизации создаются комфортные условия для роста и развития растений, формирования урожая. Общепризнано, что одним из решающих факторов интенсификации выступает химизация земледелия и регулярное водоснабжение посевов.

© Баринова К.Е., Иванова В.Ф., Шалашова Л.А., 2001


29

Главное внимание следует обратить на то, чтобы наше традиционное земледелие, которое кормит и долго ещё будет кормить народ, сделать более безопасным для окружающей среды и человека, основанном на научной основе и строгом соблюдении регламентов проведения всех работ.

До настоящего времени в нашей стране не было единой системы контроля агроэкологической ситуации на территориях, используемых в земледелии, которая позволила бы всесторонне и глубоко оценить как положительное, так и негативное воздействие средств химизации и агротехники как непосредственно на агроэкосистему, так и за её пределами.

Такой системой регулярных наблюдений состояния окружающей среды в земледелии является агроэкологический мониторинг. Основной целью агроэкомониторинга считается создание высокоэффективных экологически сбалансированных агроценозов на основе воспроизводства почвенного плодородия, поддержания важнейших функций почвенного покрова, климатических ресурсов, рационального использования средств химизации.

Основными принципами агроэкологического мониторинга являются: – комплексность, позволяющая иметь показатели, характеризующие сезонные и долгосрочные изменения агроэкосистемы;

– непрерывность и четкая периодичность наблюдений; – единая программа наблюдений под общим научно-методическим руководством Центрального научно-исследовательского института агрохимического обслуживания (ЦИНАО), г. Москва;

– систематичность исследований агроэкосистемы (почва – растения – вода);

– достоверность и точность исследований; – одновременность наблюдений по системе объектов.

Агроэкологический мониторинг включает три взаимосвязанные составные части:

1. Наблюдения за состоянием почв и почвенного покрова и оценка их изменений во времени и пространстве.

2. Прогноз изменения состояния почв и почвенного покрова. 3. Научно обоснованные рекомендации по направленному регулированию состояния почв с целью повышения потенциального и эффективного плодородия земель, урожайности сельскохозяйственных культур, сохранения и улучшения экологических условий.

30

Агроэкологический мониторинг предусматривает системный анализ по изучению продуктивности земледелия, созданию высокоплодородных почв, производству экологически безопасной продукции и охране окружающей среды от загрязнения токсическими веществами, тяжёлыми металлами и радиоактивными элементами. От традиционных почвенно-агрохимических исследований мониторинг отличается прежде всего комплексностью и непрерывностью во времени исследований, объединённых едиными целями в рамках общей программы.

Государственный центр агрохимической службы “Владимирский” в соответствии с “Государственной программой мониторинга земель Российской Федерации”, утвержденной постановлением правительства РФ от 15.07.92 и постановлением Главы администрации Владимирской области “О мониторинге земель” № 345 от 17.12.92 проводит мониторинг земель сельскохозяйственного назначения как составную часть мониторинга окружающей среды согласно “Методическим указаниям по проведению локального мониторинга на реперных участках” (ЦИНАО, Москва, 1993 г.).

В системе локального агроэкологического мониторинга в 1993 г. в каждом районе области организованы постоянные (реперные) участки для проведения исследований по широкому набору показателей. Отбор образцов и выполнение химических анализов проводятся по соответствующим ГОСТам и ОСТам.

За 8 лет отобрано 12391 проб, в том числе: почвы – 10141, растений – 781, воды – 1198, снега – 271. Проведено около 165 тыс. анализов.

Аналитические работы выполняются в испытательной лаборатории почв, агрохимикатов, кормов, сельскохозяйственной и пищевой продукции государственного центра агрохимической службы “Владимирский”. Лаборатория соответсвует требованиям системы аккредитации аналитических лабораторий, предъявляемым к ним, и аккредитована на техническую компетентность и независимость при проведении всех видов аналитических работ, в том числе для целей сертификации (зарегистрирована в Государственном реестре под номером РОСС Р.V. 0001.510024).

Для обработки результатов исследований используется информационно-вычислительная система на ЭВМ агроэкологического мониторинга. Вся информация по каждому реперному участку вносится в паспорт, который подлежит бессрочному хранению.

Результаты мониторинга земель используются при разработке программы воспроизводства и повышения плодородия почв, при оценке

31

качества сельхозпродукции, при составлении ежегодного обзорного доклада о состоянии окружающей природной среды Владимирской области и Центрального региона России.

За годы интенсивной химизации сельского хозяйства Владимирской области произошло значительное улучшение плодородия почв. Государственный центр агрохимической службы “Владимирский” располагает огромным информационным материалом, позволяющим проследить динамику плодородия наших почв.

Результаты 6 циклов сплошного агрохимического обследования сельскохозяйственных угодий нашей области показывают, что отмечается хотя и медленная, но устойчивая тенденция к улучшению почвенного плодородия благодаря целенаправленной работе по известкованию, фосфоритованию, внесению органических и минеральных удобрений.

Содержание гумуса в почвах области стабилизировалось и имело некоторую тенденцию к повышению. Этому способствовал довольно высокий объем применения органических удобрений (8 – 10 т/га), который был близок к уровню, обеспечивающему бездефицитный баланс гумуса. Но в настоящее время ситуация критическая, так как гектарная доза резко снизилась до 1 т и менее.

Эффективное известкование способствовало снижению кислотности почв во всех районах области. Известкование является коренным приемом повышения плодородия кислых почв, оказывая многостороннее действие на улучшение питания растений.

Ещё один прием в повышении плодородия – фосфоритование почв дал хороший результат, отмечалась четкая тенденция увеличения содержания исключительно важного биогенного элемента – фосфора. Также заметно сократились площади пашни, низкообеспеченные обменным калием. Уровень применения удобрений был близок к расчетному. Владимирскую область в то время можно было отнести к регионам с хорошими показателями работы со средствами химизации, но сейчас мы вышли на уровень 60-х годов. В настоящее время произошло резкое снижение объемов известкования, фосфоритования и внесения удобрений, что ведет к безусловному падению плодородия почв.

Систематические наблюдения и комплексные исследования на реперных участках агроэкологического мониторинга за 1993 – 2000 гг. позволили оценить экологическую ситуацию на сельхозугодьях Владимирской области и сделать следующие выводы:

1. Оперативный контроль выявил общие тенденции изменения состояния почвенного покрова при данном виде использования

32

сельскохозяйственных земель. В настоящее время в отсутствии последовательной аграрной политики и вследствие резкого сокращения объемов агрохимических работ плодородие почв падает: повышается кислотность, уменьшается запас питательных веществ в почве. Проводимая оценка почв по системе почвенно-экологического индекса (ПЭИ), служащего показателем уровня плодородия, выявила устойчивую тенденцию к снижению: агрохимический показатель (А) за 8 лет снизился с 1,31 до 1,25; величина почвенно-экологического индекса с 58 до 54, в том числе ПЭИ серых лесных и пойменных почв с 67 до 61, дерново-подзолистых – с 54 до 51.

2. Потеря плодородия – это угроза для продовольственной безопасности страны. Нужно находить и реализовывать все имеющиеся традиционные и нетрадиционные способы сохранения плодородия почв. Для этого необходимо систематическое известкование и внесение в оптимальных дозах органических и минеральных удобрений.

3. Содержание в почвах контролируемых тяжелых металлов низкое, по годам варьирует незначительно и находится на уровне I группы эколого-токсикологической оценки. Степень загрязнения почв реперных участков характеризуется как слабая и допустимая, что безопасно для возделывания всех сельскохозяйственных культур.

4. Ведение сельского хозяйства, базируемое на научно-обоснованном применении средств химизации, не представляет опасности загрязнения почв тяжелыми металлами.

5. Ежегодные данные по радиологическим показателям отличаются стабильностью. Мощность дозы гамма-излучения не превышает естественных природных значений. Почвы реперных участков относятся к I группе по содержанию долгоживущих радионуклидов и не представляют опасности.

6. В связи со значительным снижением объемов применения пестицидов в сельском хозяйстве области остаточное их количество в почве и растениях не было обнаружено или отмечалось в отдельных случаях в минимальных следовых концентрациях.

7. Из-за сокращения работ по химической обработке гербицидами резко возросла засоренность полей.

8. Степень возможного загрязнения почв аэрозольными частицами определяется по анализу снега и дождевой воды. Кислотность осадков колеблется в пределах рН 5,8 – 7,2, содержание тяжелых металлов незначительное.

33

9. Формирование урожая сельскохозяйственных культур в области происходит за счет потенциального плодородия почв, последействия ранее внесенных удобрений. Качество сельскохозяйственной продукции с реперных участков соответствует санитарно-гигиеническим нормам и критериям безопасности.

10. Обнаруженное количество токсикантов в агроценозах не представляет опасности для здоровья людей и животных.

Поскольку почва представляет собой активную буферную систему, в которой существенные аналитически определяемые изменения многих её свойств и режимов наступают по истечении продолжительного времени, то контроль за их состоянием должен проводиться постоянно. Ценность результатов тем выше, чем длительнее исследования.


А.В. ГРИШИНА, Т.А. БЕЛИКОВА (Государственный центр агрохимической службы «Владимирский»)

ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ ПОЧВ СЕЛЬХОЗУГОДИЙ

ВЛАДИМИРСКОЙ ОБЛАСТИ

Прогресс человечества резко усилил техногенную нагрузку на биосферу. Главным доминирующим процессом является круговорот химических элементов.

В биосферу поступает свыше 500 тыс. разновидностей загрязняющих химических веществ, среди них значительное место занимают тяжелые металлы, большая часть которых накапливается в почве.

Основными загрязнителями являются промышленные и топливно-энергетические предприятия, автомобильный и железнодорожный транспорт. Только от металлургических предприятий на поверхность земли ежегодно поступает, т: меди – не менее 154650, никеля – 12000, ртути – 30,5, цинка 121500, кобальта – 765, свинца – 89000, молибдена – 1500.

Вследствие сжигания угля и нефти ежегодно выпадает, т: ртути – 1600, цинка – 7000, свинца – 3600, никеля – 3700, меди – 2100.

Выхлопные газы автотранспорта привносят на поверхность земли 260000 т свинца ежегодно.


© Гришина А.В., Беликова Т.А., 2001

34

Тяжелые металлы относятся к числу наиболее опасных. Результаты их действия проявляются не столь очевидно, как другие виды загрязнения почв, но тяжелые металлы передаются по трофическим цепям с выраженным кумулятивным эффектом. Максимальную опасность эти элементы представляют для человека, находящегося на вершине цепи питания, где он может получать продукты с концентрацией токсикантов в 100 -1000 раз более высокой, чем в почвах.

Тяжелые металлы, поступающие из различных источников, в конечном итоге попадают на поверхность почвы, химические и физические свойства которой могут существенно влиять на их судьбу либо усиливая токсичность, либо переводя в малоактивную форму, безопасную для сельскохозяйственных растений и почвенной биоты. Поступление тяжелых металлов в растения обусловлено физиологическими особенностями растения.

Однако фитотоксичность тяжелых металлов во многом определяется свойствами самих металлов.

За предыдущие 6 лет (1994 – 1999 гг.) сотрудниками отдела охраны окружающей среды агрохимцентра “Владимирский” проведено токсикологическое обследование почв сельхозугодий во всех районах области на содержание тяжелых металлов и остаточных количеств пестицидов.

Результаты анализов показали, что содержание тяжелых металлов и остаточных количеств пестицидов в почве находится на уровне регионального фона. Но это нас не должно успокаивать, т.к. не исключена возможность локального загрязнения почвы. А примеры такие уже появились.

Так, в 1994 г. в Кольчугинском районе нами был обнаружен сенокосный участок, загрязненный тяжелыми металлами. Этот участок площадью 54 га расположен в пойме р. Пекша, рядом с г. Кольчугино и принадлежит ТОО “Раздолье”.

Результаты анализов в 1994 г. показали, что в почвах участка содержатся повышенные концентрации меди и цинка, превышающие ПДК соответственно в 3,7 и 1,4 раза.

В последующие годы продолжались исследования почвы этого участка. Сравнивая ежегодные данные, можно сделать вывод о том, что содержание этих элементов (медь, цинк) в почве участка с каждым годом возрастает.

35

Среднее содержание меди в 1999 г. превышает ПДК почти в 7 раз, цинка – почти в 2 раза. Это говорит о наличии постоянных источников загрязнения, способствующих накоплению тяжелых металлов в почве.

Основными загрязнителями рек Пекша и Беленькая являются предприятия цветной металлургии и жилищно-коммунальное хозяйство г. Кольчугино.

По результатам анализов ежегодно рассчитывается суммарный показатель химического загрязнения. Данные представлены в табл. 1.

Таблица 1 Загрязнение почвы тяжелыми металлами

Год исслед.

Суммарный показатель химич. загрязнения Zc

Степень загрязнения

Коэффициент загрязнения

1994 13,9 I 0,6 1995 21,6 II 0,6 1996 21,9 II 0,6 1997 28,6 II 0,6 1998 35,7 III 1,0 1999 35,3 III 1,0

Как видно из табл. 1, суммарный показатель химического загрязнения Zc, повышаясь с каждым годом, значительно вырос в 1998 – 1999 гг. Величина его соответствует сильной степени загрязнения, тогда как в предыдущие годы степень загрязнения была средней.

Увеличение этого показателя происходит за счет постоянного накопления содержания меди и цинка в почве участка.

Ежегодно в период начала снеготаяния на участке отбирались пробы снега, в которых также определялось содержание тяжелых металлов. Результаты анализов представлены в табл. 2, которые показывают, что содержание тяжелых металлов в снежном покрове не могло увеличить загрязнение почвы до такого уровня.

Результаты исследований были переданы в администрацию Кольчугинского района, районный комитет по земельным ресурсам и землеустройству, районный комитет охраны природы, областной комитет охраны природы.

36

Таблица 2 Содержание тяжелых металлов в снежном покрове, мг/л

Год обсл. 1995 1996 1997 1998 1999 Pb 0,0350 0,0014 0,0008 0,0018 0,0007 Cd 0,00070 0,00033 0,00019 0,00050 0,00100 Cu 0,0066 0,0450 0,0120 0,0030 0,0090 Zn 0,0208 0,2530 0,0300 0,0280 0,0440 Co 0,0012 0,0009 0,0026 0,0090 0,0022 Mn 0,0033 0,0101 0,0062 0,0070 0,0060 Ni 0,0011 0,0072 0,0045 0,0070 0,0015 Fe 0,0261 0,0701 0,0310 0,1300 0,0350 Hg 0 н/о 0 н/о н/о As 0 н/о 0 н/о н/о

Из всего вышесказанного следует: – необходимо разработать мероприятия по снижению загрязнения почвы тяжелыми металлами;

– требуется дальнейшее агроэкологическое обследование поймы р. Пекши и близлежащих территорий для выявления источников загрязнения и определения юридической и финансовой ответственности предприятий за нанесенный ущерб природе.


Т.А. ТРИФОНОВА, В.Г. ПРОКОШЕВ, С.В. РОЩИН, А.В. ДУХАНОВ, А.Н. КРАСНОЩЁКОВ (ВлГУ) ГИС-ТЕХНОЛОГИИ В АДАПТИВНО-ЛАНДШАФТНОМ ЗЕМЛЕДЕЛИИ

(АНАЛИЗ И ОПТИМИЗАЦИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОСЕВНЫХ ПЛОЩАДЕЙ ВЛАДИМИРСКОГО ОПОЛЬЯ)

Одним из важнейших направлений развития информационных

технологий является внедрение геоинформационных систем (ГИС) в экологические региональные структуры и службы, а также такие сферы человеческой деятельности, в которых традиционно информационные системы использовались недостаточно широко. В качестве примера можно привести систему землепользования. До последнего времени применение информационных технологий в земледелии было минимальным, хотя они позволяют организовать сельскохозяйственное производство более


© Трифонова Т.А., Прокошев В.Г., Рощин С.В. и др., 2001

37

эффективно. Речь идет о построении имитационной компьютерной модели системы земледелия.

В настоящее время актуальным вопросом является коренное изменение самого процесса формирования агрономических решений на основе внедрения экологически сбалансированных систем земледелия с широким привлечением возможностей современной техники, в том числе компьютерной. В условиях общего дефицита ресурсов особое значение приобретает их рациональное использование, привлечение наукоемких технологий.

Особое место в современной аграрной науке имеет развитие адаптивно-ландшафтных систем земледелия (АЛСЗ), учитывающих:

– общественные потребности в продукции сельского хозяйства, – агроэкологические параметры земель (природно-ресурсный

потенциал), – агроэкологические требования сельхозкультур, их адаптивный

потенциал и средообразующее влияние и др. В настоящей работе сделана попытка учета всех этих достаточно

разнообразных требований в рамках одной вербальной, а затем и математической модели, которая реально обеспечивает оптимизацию системы земледелия на конкретном хозяйственном примере.

Сущность адаптивно-ландшафтной системы заключается в эффективном хозяйственном использовании земель с учетом их дифференциации по агроэкологическим группам в соответствии с конъюнктурой рынка, наличия природных и производственных ресурсов, обеспечивающих устойчивость агроландшафта и воспроизводство почвенного плодородия.

Этапы построения реальной адаптивно-ландшафтной системы земледелия включают в себя агроэкологическое картирование земель на единой концептуальной основе, разработку проекта землеустройства, создание и внедрение банка данных, максимально характеризующих объект управления – агробиоценоз, учет в целостной оптимизационной модели всех ограничений и проверку адекватности модельных решений при производственном внедрении.

Проект по созданию автоматизированной системы планирования посевных площадей предполагает разработку и построение автоматизированной информационно-аналитической системы, состоящей из следующих функциональных блоков:

– электронная почвенно-ландшафтная карта всей территории Владимирского ополья, которая должна включать информацию по

38

агроэкологическим ресурсам территории, а также информацию о транспортных путях, постройках и др.;

– электронная база данных, связанная с объектами электронной карты, которая включает всю необходимую атрибутивную информацию, а также содержит статистику урожайности за последние несколько лет;

– экспертный модуль для анализа показателей продуктивности для различных культур за прошедший период;

– экспертный модуль, обеспечивающий поддержку принятия решений по краткосрочному планированию землепользования агроэкологических ресурсов Владимирского ополья (сроком от одного до трёх лет);

– экспертный модуль, обеспечивающий поддержку принятия решений при долгосрочном планировании землепользования агроэкологических ресурсов Владимирского ополья (сроком от трёх лет и более);

– интерфейсный модуль информационно-аналитической системы, обеспечивающий взаимодействие с конечным пользователем системы (агрономом, экспертом ВНИИСХ) без необходимости обеспечения технической поддержки со стороны разработчика информационно-аналитического комплекса. Реализация каждого из вышеупомянутых элементов

информационно-аналитической системы выполнялась как отдельный этап проекта. При этом в процессе разработки и реализации каждого блока проводился детальный анализ адекватности его реальным условиям с целью обеспечения наилучших параметров качества работы всей системы. Создание электронной агроэкологической карты исследуемой территории В основу агроэкологического картирования заложена агроэкологи-

ческая классификация, включающая прежде всего определение групп земель по основным почвенно-экологическим факторам и подгрупп – по интенсивности их проявления. Основными факторами дифференциации здесь выступают степень гидроморфизма и эродированность. Следует отметить, что различия между подгруппами могут быть настолько велики, что определяют необходимость применения различных систем земледелия.

Далее агроэкологические подгруппы разделяются на классы по характеру почвообразующих пород; затем на подклассы по их гранулометрическому составу. Классификация предусматривает подразделения земель по особенностям мезорельефа, крутизне и

39

экспозициям склонов, что позволяет идентифицировать выделенные контуры с аналогичными микроклиматическими условиями.

С учетом всех перечисленных показателей специалистами была составлена комплексная детальная карта опытного участка.

Построение электронной карты территории Владимирского ополья производилось на основе составленной специалистами ВНИИСХ карты почвенных ареалов и посевных площадей, содержащих информацию об элементарных ареалах агроэкологического ландшафта (АЭЛ).

Под каждым таким ареалом понимается однородный почвенный контур, участок на элементе мезорельефа, характеризующийся одинаковыми геологическими, литологическими и микроклиматическими условиями.

Из элементарных ареалов агроландшафта формируются агроэкологические типы земель, которые в отличие от пространственно фиксированных ареалов по природным условиям представляют собой систему, зависящую от адаптивных возможностей культур, условий интенсификации. В свою очередь, все ареалы классифицируются с учетом возможностей преодоления сельскохозяйственной культурой лимитирующих факторов среды.

Формирование почвенно-географических слоёв карты

При построении электронной ГИС-карты были выделены семь самостоятельных слоёв:

– почвы – для хранения информации об элементарных ареалах агроэкологического ландшафта (ЭАЛ);

– почвы1 – для хранения информации об ЭАЛ, информация по которым ещё не получена или недостаточно точна (вспомогательный слой);

– дороги – для хранения информации о дорожно-транспортных путях, которая необходима при планировании посевных территорий;

– заселённые – для хранения информации о заселённых территориях; – реки – для хранения информации о речных каналах; – другие – для хранения информации об объектах других категорий; – водоёмы – для хранения информации о водных бассейнах. Реализация электронной версии карты производилась средствами

программного продукта ArcView GIS версии 3.1. Основной слой карты ГИС содержит около полутора тысяч

региональных элементов, каждый из которых соответствует одному

40

элементарному ареалу (ЭАЛ) с одинаковыми агроэкологическими параметрами.

Естественно, что на формирование посевных территорий большое лимитирующее влияние оказывают не только элементы естественного рельефа (реки, овраги, водоёмы), но и расположение населённых пунктов, транспортных путей и т.д.

Формирование информационных слоев карты

Следующим после создания географических слоёв этапом в процессе создания электронной карты Владимирского ополья является этап формирования информационного слоя карты.

Для идентификации к каждому отдельно взятому ЭАЛ на электронной карте географической информационной системы, то есть каждому объекту слоя «Почвы», были привязаны собственные номера и строки, содержащие кодировку для отдельного элементарного участка. Каждому ЭАЛ присвоен уникальный номер на всей территории карты (_ID) и строка параметров (EALCODE). Строка EALCODE включает в себя исчерпывающую информацию об агроэкологических параметрах элементарного ареала.

Указанный набор характеристик каждого элементарного ареала карты ГИС позволяет выполнять различного вида анализ пригодности выбранной посевной территории для той или иной сельскохозяйственной культуры.

Создание информационного слоя карты ГИС и привязка атрибутивной информации к каждому из объектов слоя «Почвы» позволяет воспроизводить различные варианты тематических закрасок карты Владимирского ополья, для визуальной оценки преобладания элементарных ареалов с теми или иными наборами агроэкологических параметров.

Анализ рельефа земель сельхозугодий с применением ArcView GIS 3.1

Анализ рельефа проводился в 3 этапа: – оцифровка контуров рельефа и точек с высотами с карты масштабом 1:50 000;

– построение TIN-слоя по рельефу с нанесением слоев характеристик земель в ГИС ArcView 3.1;

– построение GRID-поверхности рельефа с применением модуля 3D Analyst в ArcView 3.1. В ArcView 3.1 по контурам рельефа был создан TIN-слой, на

который были наложены слои с характеристиками земель. По TIN-слою с

41

применением дополнительного модуля Spatial Analyst была проведена проверка на адекватность элементарных ареалов земель. Для этого были построены по рельефу линии стоков и по ним определялась адекватность (пример показан на рис. 1).

После этого в ArcView 3.1 по точкам с высотами с применением дополнительного модуля 3D-Analyst методом интерполяции создана трехмерная GRID-поверхность рельефа, к которой привязаны все основные слои (дороги, речные бассейны, водоемы, населенные пункты) и наложены слои с характеристиками земель (пример показан на рис. 2).

Рис. 1. Карта расположения стоков по рельефу

Рис. 2. Трехмерная карта с ЭАЛ:

слои: GRID-проверхность, населенные пункты, дороги, речные бассейны, ЭАЛ.

Экспертный модуль информационно-аналитической системы Как уже сказано ранее, информационно-аналитический комплекс

включает несколько аналитических модулей, предназначенных для выполнения анализа посевных территорий, а также для поддержки принятия решений при планировании распределения культур по различным производственным участкам:

42

– экспертный модуль для краткосрочного планирования; – экспертный модуль для долгосрочного планирования. Такое разделение аналитического блока системы обусловлено тем,

что при решении задач планирования на длительный период необходим учёт ряда дополнительных параметров. Так, при долгосрочном планировании возникает необходимость более детального анализа севооборотов как для однолетних, так и для многолетних культур.

Каждый из экспертных модулей имеет доступ к базе данных, содержащей результаты анализа предоставленного ВНИИСХ статистического материала по урожайности для различных культур на протяжении нескольких десятков лет деятельности института. Так, в результате проведённого анализа получены ориентировочные данные продуктивности для различных культур в зависимости от типа почв, технологий интенсификации, вида культур, произраставших на производственном участке ранее, а также метеорологических параметров.

Результатом работы каждого из экспертных модулей информационно-аналитической системы является оптимальное распределение сельскохозяйственных культур по производственным участкам (рис.3). При этом пользователю комплекса предлагаются количественные оценки урожайности, а также ряда экономических параметров.

Рис. 3. Экспертный модуль информационно-аналитической системы для оптимального распределения сельскохозяйственных культур по производственным участкам.

43

Кроме отчета с результатами анализа каждый из экспертных модулей обновляет информацию электронной карты территории, которая, в свою очередь, отображает слой карты с производственными участками, засеянными оптимальным образом.

Таким образом, проведено подробное многокомпонентное картирование агроландшафта, что позволило идентифицировать по сочетанию различных признаков более тысячи элементарных почвенных ареалов. Последние, в свою очередь, комплектовались в агроэкологические типы земель для научно-обоснованной планировки распределения сельскохозяйственных культур и выбираемого уровня технологии. Созданный блок географической информационной системы явился базовым для дальнейшей разработки программных пакетов технологий возделывания районированных культур для трех возможных уровней интенсификации производства. Это позволило включить «агрономический блок» в экономико-математическую модель оптимизации деятельности сельскохозяйственного предприятия как субъекта рыночной экономики.

В результате работы экспертного модуля информационно-аналитической системы агроном получает фактически готовый план распределения культур по имеющимся производственным участкам и прогноз урожайности как отдельно по каждому участку, так и в сумме по всей территории ополья. Вся эта информация отображается на экране компьютера в любом масштабе в виде электронной карты с окраской соответственно полученному оптимальному расположению культур. При наличии соответствующего оборудования (принтер, плоттер) может также быть получена твердая копия карты с любым сочетанием слоёв и в любом масштабе.

Совместные испытания и внедрение созданной геоинформационной системы в производство на примере деятельности ВНИИСХ показали, что система не только предоставляет отличные возможности хранения и обработки статистической информации в геоинформационной системе по урожайности, но и представляет собой мощный инструмент для поддержки принятия решений при планировании использования агроэкологических ресурсов территории.


44

К.Е. БАРИНОВА, В.Ф. ИВАНОВА, Л.А. ШАЛАШОВА (Государственный центр агрохимической службы «Владимирский»)

ИНВЕНТАРИЗАЦИЯ ИСТОЧНИКОВ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ В БАССЕЙНЕ Р. НЕРЛЬ

Охрана окружающей природной среды – единственный путь

устойчивого развития человечества. Она обозначает использование почвы, воды, воздуха, биологических и минеральных ресурсов таким образом, чтобы они не деградировали и не истощались, а их качество и запасы сохранялись для будущих поколений.

Загрязнение атмосферы, принявшее крупномасштабный характер, нанесло ущерб водным объектам и почвам. Загрязняющие вещества рано или поздно из атмосферы попадают на поверхность земли. Эта и без того большая беда значительно усугубляется тем, что и в водоемы, и на почву непосредственно идет поток отходов.

Промышленные предприятия сбрасывают сточные воды прямо в реки. Загрязняются и подземные воды - важнейший резервуар пресных вод. Загрязнение пресных вод и земель бумерангом вновь возвращается к человеку в продуктах питания и питьевой воде.

Вода – неоценимое природное богатство. В естественном состоянии она никогда не свободна от примесей. В ней растворены различные газы и соли, взвешены твердые частички. Даже пресной мы называем воду с содержанием растворенных солей до 1 г на литр. Откуда же берется и никогда не иссякает мировой родник пресной воды? Ведь почти все запасы мировой воды – это соленые воды Мирового океана и подземных кладовых. Пресные водные ресурсы существуют благодаря вечному круговороту воды.

Владимирская область обеспечена ресурсами поверхностных вод неравномерно и недостаточно. Областной центр – крупнейший среди населенных пунктов области потребитель воды.

Основными источниками питьевого водоснабжения г. Владимира являются реки Клязьма, Нерль и подземные воды Судогодского водозабора. Проблема питьевого водоснабжения напрямую связана с загрязнением рек. Реки всегда были источниками пресной воды, но в настоящее время они стали транспортировать отходы.

Клязьма – одна из грязных рек центральной России. Нерль также периодически загрязняется. Город Владимир испытывает большие затруднения с питьевой водой. Руководство ищет пути решения этой

© Баринова К.Е., Иванова В.Ф., Шалашова Л.А., 2001

ISBN 5-89368 . Экология Владимирского региона. Владимир 2001 ISBN 5-89368 . Экология Владимирского региона. Владимир 2001

45

проблемы. Вот уже функционирует Судогодский водовод, подавая владимирцам ежедневно несколько тысяч кубометров чистейшей воды. Жители города Владимира также используют родниковую воду. Она не раз спасала горожан в дни природных и техногенных аварий.

Трудно пришлось бы владимирцам, не будь у них альтернативных водных источников. Поэтому сохранение качества грунтовых вод в нынешних условиях промышленно-хозяйственной деятельности – общая забота властей, природоохранных органов и самих жителей.

Владимир стоит на высоком левом берегу Клязьмы, рассеченном оврагами и долинами речек Лыбеди, Рпени, Содышки. Их отличают плоские водораздельные пространства, крутые склоны. Поверхностные воды бегут с большой скоростью по крутым склонам, уклоны их фильтрации значительны, а пути коротки, поэтому воды не успевают достаточно очиститься. К тому же площадь города сильно загрязнена, известно 13 опасных очагов загрязнения. Поверхностные воды улавливают загрязняющие вещества. В формировании основных водотоков участвуют малые реки и ручьи, которые привносят загрязнение, попадающее в них с поверхностным стоком дождевых, талых вод с городских территорий, с сельскохозяйственных угодий, с аварийными выпусками неочищенных сточных вод, животноводческих ферм и комплексов.

Река Нерль протекает по территории Суздальского района, недалеко от устья расположен водозабор города Владимира. В бассейне р. Нерль в Суздальском районе находятся 15 крупных сельскохозяйственных предприятий, в которых потенциальными загрязнителями, взятыми на учет агрохимцентром “Владимирский”, являются 26 животноводческих ферм крупного рогатого скота, 3 свинокомплекса, 8 навозохранилищ, 13 площадок компостирования навоза, 1 птицефабрика, поля орошения стоками на комплексе крупного рогатого скота, 24 летних лагеря скота, 19 складов ГСМ, 11 скотомогильников, 9 моек автотранспорта, 10 складов минеральных удобрений.

Инвентаризацию источников загрязнения осуществляли специалисты отдела охраны окружающей среды Государственного центра агрохимической службы “Владимирский” в присутствии представителей сельскохозяйственных предприятий.

По результатам инвентаризации каждого объекта заполняется инвентаризационная карта, которая содержит информацию о месте расположения объекта, благоустройстве территории, соблюдении санитарных норм, выполнении природоохранных требований и его характеристику.

46

В заключении по результатам инвентаризации отмечается необходимость проведения лабораторного контроля за загрязнением почв, растениеводческой продукции, водных объектов и даются замечания и предложения по устранению недостатков. Мы не просто фиксируем источник загрязнения, а совместно с хозяйством решаем, как его устранить.

Актуальна также проблема залповых загрязнений реки в сопредельных областях. Одна из этих ситуаций связана со сбросом навозных стоков с комплекса крупного рогатого скота “Петровский” Ивановской области в 1994 г., которая надолго оставила целый район города Владимира без питьевой воды. С 1995 г. агрохимцентр “Владимирский” осуществляет гидрохимический контроль р. Нерль и ее притоков. Два раза в год в течение дня от границы Владимирской и Ивановской областей вниз по течению до устья Нерли отбираются 24 пробы воды: 11 из реки Нерль, 13 - из ее притоков. Это количество створов наблюдения за качеством воды дает возможность точнее определить долю загрязнения каждого сельскохозяйственного предприятия и конкретный источник.

Аналитические работы выполняются в испытательной лаборатории агрохимцентра “Владимирский”, которая соответствует требованиям системы аккредитации аналитических лабораторий и аккредитована на техническую компетентность и независимость при проведении аналитических работ (зарегистрирована в Государственном реестре под № РОСС RU 0001.510024).

В воде определяется концентрация нитратов, нитритов, аммония, хлоридов, мышьяка, фтора, сульфатов и тяжелых металлов (свинца, кадмия, меди, цинка, кобальта, марганца, никеля, железа, ртути). При обработке результатов анализов используется перечень предельно допустимых концентраций (ПДК) вредных веществ в воде водных объектов, используемых для рыбохозяйственных целей.

Анализ качества воды показал, что загрязнителями ее являются соединения азота, меди, цинка, никеля, марганца и железа, особо нужно отметить постоянное присутствие ионов железа и марганца во всех пробах и в любое время года. Весной 1998 г. протекая по территории нашей области, река ухудшила качество воды по аммиаку в 2,4 ПДК на границе с Ивановской областью до 2,6 ПДК у водозабора г. Владимира и по меди соответственно с 9,5 ПДК до 13 ПДК.

Максимальная концентрация меди зафиксирована в пробе воды в с. Ославское (0,026 мг/л – 26 ПДК). За все время наблюдений самая

47

грязная вода была в р. Соловуха, в бассейне которой расположен свинокомплекс ММ “Технология”. Содержание хлоридов, сульфатов, мышьяка, фтора, свинца, кобальта, кадмия, ртути за период наблюдений не превышало ПДК.

Источниками загрязнения биогенными элементами воды в реке Нерль являются неканализованные стоки населенных пунктов, неисправные очистные сооружения, сельскохозяйственные предприятия: ММ “Технология”, АО “Торчино”, АО “Суздальское”, ТОО “Мордыш”, ТОО “Нерль”, ОПХ ВНИИСХ, АО “Спасское”, ТОО “Порецкое”, ТОО “Суворовское” Суздальского района, ТОО “Родина” Камешковского района.

С результатами наших исследований ознакомлены представители сельскохозяйственных предприятий, материалы представлены в районный комитет охраны природы.

Разработанный и утвержденный проект “Зоны санитарной охраны Нерлинского водозабора” реализуется территориями с большими трудностями, причины которых – отсутствие достаточного финансирования.

Проводимые водоохранные мероприятия носят локальный характер и не оказывают существенного влияния на охранную обстановку. В настоящее время имеется острая необходимость в систематическом контроле качества вод, устранении причин загрязнения водных объектов, ужесточении требований к загрязнителям.


Е.В. ШЕИН (МГУ им. М.В. Ломоносова, г .Москва) М.А. МАЗИРОВ, М.А. БУТЫЛКИНА, Ю.Н. БУЕВА (ВНИИСХ, г. Суздаль)

ПЕДОГЕНЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ПРОСТРАНСТВЕННАЯ

ИЗМЕНЧИВОСТЬ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КОМПЛЕКСНОГО ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА ВЛАДИМИРСКОГО ОПОЛЬЯ

Уплотнение почв в большинстве случаев рассматривается как

универсальный антропогенный процесс, который интенсивно развивается на всех обрабатываемых полях (Бондарев, Медведев, 1980; Berli в al, 1998) и при котором отмечается уменьшение урожая сельскохозяйственных культур. Кроме того, увеличение антропогенной нагрузки нередко


© Шеин Е.В., Мазиров М.А., Бутылкина М.А., Буева Ю.Н., 2001

48

приводит к увеличению варьирования почвенных свойств и соответственно к росту “пестрополья”. Изменение строения почвенного профиля, появление уплотненных участков и слоев должно привести и к иному протеканию почвенно-генетических процессов. По-видимому, одна из причин недостаточного внимания к изучению такого рода пространственных процессов в почвенном покрове – это “точечная” (на основании одиночных разрезов) оценка природной ситуации, не использующая пространственные масштабные подходы и методы анализа.

Цель работы состоит в исследовании педогенетических характеристик, пространственного распространения физических свойств и возможных процессов в почвенном покрове Владимирского ополья.

Задачи: исследовать педогенетические особенности почвенного покрова на длинномерных траншеях; детально изучить физические свойства (плотность, порозность, водопроницаемость) по почвенным слоям с малым шагом опробования и выявить особенности педогенетических свойств и протекающих процессов в почвенном покрове в связи с повышенной антропогенной нагрузкой на почвенный покров Владимирского ополья.

Методы исследования Пространственное распространение почвенных горизонтов и

физических свойств было исследовано на почвенных траншеях длиной 40–46 м. Траншеи располагались на полях Владимирского института сельского хозяйства: первая траншея (Т1) длиной 46 м имела направление с запада на восток, причем ее западная часть (около 5 – 7 м) принадлежала крупной западине. Эта западина простиралась далее в западном направлении на 50 – 60 м и характеризовалась заболоченностью в своей центральной части. Такие западины – явление чрезвычайно характерное для условий Владимирского ополья. На 24 м Т1 пересекала границу между сельскохозяйственными угодьями: восточный участок (24,00 – 46,00 м) был занят производственными посевами пшеницы, луговая растительность западного участка используется в качестве естественного сенокоса и пастбища. На рис. 1 приведена схема генетических горизонтов Т1. Вторая траншея (Т2) длиной около 40 м и глубиной более 2 м была заложена в июле 1998 г. параллельно рядкам производственных посевов зерновых (посевы овса). Траншея располагалась в направлении с юга на север в южной наиболее высокой части территории. Строение почвенного покрова исследованной траншеи Т2 представлено в виде графического изображения основных почвенных горизонтов (рис. 3). Среди физических свойств, исследованных по траншеям с шагом опробования 25 см,

49

представлены плотность почвы (буровой метод) и водопроницаемость (метод трубок с переменным напором). Были рассчитаны отношения логарифма водопроницаемости к порозности почвы, которые отражают способность почвы проводить потоки влаги: чем он выше, тем интенсивнее потоки влаги в этом участке почвы. Это позволило нам назвать это отношение "коэффициентом потенциальной проводимости".

(M)

cm

-300

-250

-200

-150

-100

-50

0

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

/A1

Ap

AE

EB

AE

Hвск

Bk

Bk

Bk

Bh,f,g

Bh,f B1

HGr

HBCK

H0

EB

EB

HT

Рис. 1. Морфологические особенности почвенно-генетических свойств почвенного покрова (основные горизонты) по траншее 1: H0 – поверхность почвы; Hвск – глубина вскипания от HCl; HT – дно траншеи, HGr – уровень грунтовых вод the ground water table

Горизонты: Апах – пахотный, А1 – гумусово-аккумулятивный, AE – гумусово-элювиальный (второй гумусовый горизонт, EB – переходный горизонт, Bh,f,g – иллювиальный горизонт, содержащий гумусово-железистые конкреции, железисто-глинистые кутаны и признаки оглеения, Bh,f – иллювиальный горизонт с гумусовыми и железисто-глинистыми кутанами, В1 – иллювиальный горизонт, Bk – карбонатный горизонт.

Результаты и обсуждение На рис. 1 представлено распространение почвенных горизонтов Т1.

Напомним, что левая часть этой траншеи (до 24-го м) не была затронута агротехническими обработками (находилась под луговой растительностью). Это заметно отразилось на распределении плотности почвы и коэффициента потенциальной проводимости (см. рис. 2 и 3). На рис.3 особенно заметны различия в распространении этих свойств по траншее: горизонтальное (слоистое) дифференцирование почвы в

50

отношении физических свойств в части Т1, находящейся под сельскохозяйственными воздействиями, и, напротив, вертикальные направления в распределении свойств в части траншеи под естественной растительность. Это указывает и на различие в направлении почвенных процессов на этих двух участках траншеи. По всей видимости, в зоне траншеи под травами преобладают вертикальные потоки, нет элементов застоя влаги, движение веществ в основном нисходящее. Напротив, слоистое распределение почвенно-физических свойств на участке траншеи под обработкой указывает на возможные периоды застоя влаги, локального переувлажнения, возникающие во время снеготаяния, обильных осадков, когда на слоях почвы с низкими коэффициентами потенциальной проводимости возникает застой влаги. Все это указывает на смену водно-воздушного режима этих почв, заметные изменения протекания почвенных процессов под действием сельскохозяйственных орудий.

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00 26.00 28.00 30.00 32.00 34.00 36.00 38.00 40.00 42.00 44.00 46.00

-55.00

-50.00

-45.00

-40.00

-35.00

-30.00

-25.00

-20.00

-15.00

0.75

0.80

0.85

0.90

0.95

1.00

1.05

1.10

1.15

1.20

1.25

1.30

1.35

1.40

1.45

1.50

1.55

1.60

Рис.2. Топоизоплеты плотности почвы для траншеи 1, г/см3

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46

-55

-50

-45

-40

-35

-30

-25

-20

-15

-0.80

-0.60

-0.40

-0.20

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

2.00

2.20

Рис.3. Топоизоплеты отношения логарифма водопроницаемости (мм/мин.)

к общей порозности (см3/см3)

Траншея 2, расположенная в автоморфных условиях, представляет почвенный покров в большей степени подверженный антропогенному

51

воздействию. Следует отметить положение почв со 2-м гумусовым горизонтом в этой траншее (рис. 4). Это образование – 2-й гумусовый горизонт, – выделяется не только визуально, но и совершенно определенно по физическим свойствам. Этот горизонт имеет пониженную плотность за счет высокого содержания гумуса, причем эта низкая плотность сохраняется и в пахотном горизонте (рис. 5). К этой же зоне почвенного покрова, представленной почвой со 2-м гумусовым горизонтом, приурочен и повышенный коэффициент потенциальной проводимости (рис. 6). Зона повышенной проводимости распространяется от 10 до 19 м и имеет ярко выраженное направление в глубину почвенного профиля. Это указывает на то, что именно на этом участке почвенного покрова происходит заметное вертикальное передвижение влаги, тогда как в других участках подпахотный слой имеет низкую проводимость.

(M)

(CM

)

-240

-220

-200

-180

-160

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Ah

AEEB

EB

B1

B1

HBCK

HBCKBk

Bk

Ap H0

HT

Рис.4. Морфологический профиль почвы (основные горизонты) по траншее 2. Обозначения такие же, как на рис. 1, но: Ah – гумусовый горизонт,

Ah+АЕ – второй гумусовый горизонт

Формируется “подпахотная подошва” на глубине от 20 до 25 см, которая является определенным “экраном” для стока влаги в нижележащие слои. На рис. 6 эта пахотная (плужная) подошва представлена “светлыми” цветами, отражающими пониженную проницаемость почвенного слоя. Такое распределение физических свойств характеризует почвенный покров как достаточно “мозаичное” по функционированию естественное

52

образование, где серые лесные почвы со 2-м гумусовым горизонтом играют роль дрен.

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00 26.00 28.00 30.00 32.00 34.00 36.00 38.00 40.00

-50.00

-45.00

-40.00

-35.00

-30.00

-25.00

-20.00

-15.00

1.00

1.05

1.10

1.15

1.20

1.25

1.30

1.35

1.40

1.45

Рис 5. Топоизоплеты плотности почвы для траншеи 2, г/см3

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40

-50

-45

-40

-35

-30

-25

-20

-15

-1.50

-1.00

-0.50

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

Рис. 6. Топоизоплеты отношения логарифма водопроницаемости (мм/мин.)

к общей порозности (см3/см3) Следует отметить и еще одну характерную деталь, обнаруживаемую

при совместном анализе педогенетических характеристик почв по траншеям и распределений физических свойств. Отмечается соответствие зон повышенной потенциальной проводимости (темные зоны на глубинах от 35-40 см до дна на расстояниях 26 – 34 и 41 – 46 м траншеи 1 и 32 – 40 м для траншеи 2) с зонами повышенной карбонатности (вскипание от НCl). Причем положение этих зон связано прежде всего с повышенной водопроницаемостью и в меньшей мере с повышенной плотностью. Затруднительно сказать, насколько это соответствие имеет всеобщий для данного района характер. Однако, кроме повышенной плотности этих зон, через них осуществляется и более заметная миграция, приводящая, возможно, к поднятию карбонатов и возникновению карбонатных стяжений в виде “журавчиков”.

53

Таким образом, сложность и комплексность почвенного покрова определяет “мозаичность” распределения физических свойств, ответственных за перенос веществ в почвенном покрове. Влияние длительной сельскохозяйственной обработки приводит к формированию подпахотного уплотненного горизонта, который обусловливает слоистый характер распределения почвенно-физических свойств в пространстве. Причем до обработки эти свойства имели предпочтительно вертикальное распределение, что формировало преимущественно вертикальные движения влаги. Сам же подпахотный слой не является непрерывным образованием, а определяется генетическим происхождением слагающих почвенный покров почв. Так, в случае появления в почвенном покрове почв со 2-м гумусовым горизонтом этот подпахотный слой исчезает. Именно в этих позициях почвенного покрова проявляются вертикальные потоки влаги, по-видимому, эти места являются естественными дренами в водном режиме почвенного покрова. К естественным зонам более активного передвижения влаги и веществ относятся зоны, связанные с повышением глубины вскипания в почвенной траншее.

Заключение Отмеченные особенности в распределении педогенетических и

почвенно-физических свойств почвенного покрова Владимирского Ополья приводят к естественному вопросу, насколько такого рода “мозаика” физических свойств и процессов важна и благоприятна для функционирования почвенного покрова. С одной стороны, для устойчивого, программируемого, точного сельскохозяйственного производства такого рода “мозаика” – явление неблагоприятное. Известно, что для получения программируемых урожаев и стабильно высокой продукции необходимо чрезвычайно высокое выравнивание почвенных свойств в пространстве. Только в этом случае возможно одновременное появление всходов, проведение агротехнических мероприятий, созревание и уборка урожая при минимальных потерях и затратах. Поэтому с точки зрения сельскохозяйственных работников с такого рода разнообразием условий необходимо бороться. С другой стороны, с точки зрения сохранения природного разнообразия подобная “мозаика” представляет собой равновесный комплекс, в котором представлены разнообразные функции и условия для развития почвенной биоты. Подобное разнообразие является уникальной экологической системой, к которой применимы большинство экологических законов развития биологических систем. Этот факт также должен учитываться при сохранении уникального почвенного покрова Владимирского ополья.

54

Выводы 1. В условиях интенсивной многолетней сельскохозяйственной

обработки формируется уплотненный подпахотный слой, который четко проявляется на основании анализа пространственного распределения коэффициента потенциальной проводимости. Появление этого слоя формирует слоистое горизонтальное распределение почвенно-физических свойств из исходно вертикальной организации почвенного профиля. Это определяет изменение всех почвенных процессов.

2. В случае интенсивно обрабатываемого комплексного покрова подпахотный слой формируется не повсеместно, а в виде отдельных линз. Серые лесные почвы со 2-м гумусовым горизонтом являются характерными участками почвенного покрова, на которых подпахотный слой не образуется, и они служат естественными дренами в почвенном покрове.

3. Уникальный комплексный почвенный покров Владимирского ополья – яркий пример экологически сбалансированной системы массо- и энергообмена, в которой определенные участки почвенного покрова осуществляют определенные функции (переноса, сохранения, преобразования веществ и энергии). Особая роль в этой системе принадлежит серым лесным почвам со 2-м гумусовым горизонтом, которые являются характерными структурообразующими элементами.

Библиографический список

1. Бондарев A.Г., В.В. Медведев. Некоторые пути определения оптимальных параметров агрофизических свойств почвы. // "Теоретические основы и методы определения оптимальных параметров почвы ". – М.: Наука. -1980. С. 85 – 99.

2. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв. – М.: Агропромиздат, 1986.

3. Воронин А.Д. Структурно-функциональная гидрофизика почв. – М., 1984.

4. Berli M., P.Weisskorf, R.Schulin.1998. Subsoil compaction of agricultural soils – a review of research in Switzerland. In “Experiences with the impact and prevention of subsoil compaction in the European Community”, Proceedings of the first workshop of Concerted Action “Experiences with the impact of subsoil compaction on soil. Crop growth and environment and ways to prevent subsoil compaction”, 28-30 May 1998, Wageningen, The Netherlands.


55

И.В. ВАХРОМЕЕВ (Ковровская государственная технологическая академия) С.Н. ДАВЫДОВА (Управление природопользования Владимирской области) Н.Д. БЕЛОУСОВ, А.А. КОРСАКОВ (Комитет природных ресурсов Владимирской области)

ОСОБООХРАНЯЕМЫЕ ПРИРОДНЫЕ ТЕРРИТОРИИ ОБЛАСТИ – НОВЫЕ ПОДХОДЫ В НОВОМ ВЕКЕ

Система особо охраняемых природных территорий (ООПТ)

Владимирской области существует и развивается уже более шестидесяти лет. История этого направления природоохранной деятельности в нашей области начинается с Кльзьменского государственного выхухолего заповедника, организованного в 1935 г. [1]. Заповедник существовал на территории Владимирского края и соседней Ивановской области 16 лет, вплоть до его упразднения в 1951 г.

После достаточно длительно периода застоя, когда ООПТ в области не существовало, первым вновь организованным особо охраняемым природным объектом стал памятник природы "Боголюбовский луг". С 1967 г. – даты организации этой ООПТ, к началу XXI в. в области создана разветвленная разноуровневая сеть ООПТ. В настоящее время она включает национальный парк, 37 государственных природных заказников, 167 государственных памятников природы, 4 округа горно-санитарной охраны вокруг источников минеральных вод и лечебных грязей [2]. В ближайшее время готовятся к организации сразу несколько новых категорий ООПТ: историко-ландшафтный комплекс, дендрологический парк. Кроме того, в стадии прохождения документации находятся еще около 10 ООПТ различного профиля, среди которых ботанический заказник регионального значения «Стародубский» в Ковровском районе, природные заказники регионального значения «Светлый ручей» в Суздальском раойне и «Мжара» в г. Суздале, лесосеменной заказник регионального значения в Селивановском районе, водный памятник природы регионального значения «Родники Подолецкие» в Юрьев-Польском районе и др.

Необходимо отметить, что с начала 90-х г., в сфере ООПТ разрабатываются и внедряются новые перспективные подходы, которые органично дополняют традиционные методы, адаптируют их к новым экономическим реалиям. В частности, это организация на территории области новой категории ООПТ – округов горно-санитарной охраны регионального значения, позволивших взять под охрану месторождения


© Вахромеев И.В., Давыдова С.Н., Белоусов Н.Д., Корсаков А.А., 2001

56

минеральных вод и лечебных грязей, успешно используемых в настоящее время для лечения и оздоровления населения в местных санаториях, установление охранных (буферных) зон для ООПТ области, позволивших оградить их от антропогенного воздействия с соседствующих территорий.

Кроме того, к таким подходам и направлениям относятся создание кадастра ООПТ области, геоинформационной системы (ГИС) ООПТ и системы управления базой данных (СУБД) кадастра ООПТ.

Необходимость систематизации сведений и данных по ООПТ как в целом по России, так и во Владимирской области с учетом новой экономической ситуации стала необходимой реальностью. Именно поэтому со второй половины 90-х г. в стране была начата программа по организации кадастра ООПТ России. Не осталась в стороне от этой работы и Владимирская область. В частности, в настоящее время функции ведения кадастра выполняет управление природопользования администрации Владимирской области. Несмотря на то, что сбор и обработка данных для заполнения кадастровых сведений чрезвычайно трудоемкий и длительный процесс, тем не менее, начальный этап – собственно создание системы кадастра ООПТ области, внесение первых "юридических" сведений – уже выполнен. С 2001 г. начинается новый этап в этом направлении работы, тщательный сбор биологических, экологических, географических и иных данных с дальнейшим внесением их в кадастровые формы. Понятно, что для полного завершения такой работы потребуется довольно продолжительный период и определенные затраты, в частности на исследования ООПТ.

Первым шагом к реализации второго этапа стала региональная программа "Флора Владимирской области" [3]. Так одно из направлений реализации этой программы в 2000 г. было ботаническое обследование значительной части ООПТ области, выявление новых, перспективных для взятия под охрану территорий. Всего за два года реализации программы был получен значительный объем ботанической и природоохранной информации по существующим ООПТ [4]. В 2001 г. планируется продолжение специальных исследований на целом ряде ООПТ.

Поскольку кадастр ООПТ представляет собой огромный свод разнообразной информации, помещенной в ЭВМ (если перевести весь предполагаемый объем информации кадастра ООПТ по состоянию на данный момент, то он будет составлять более 4100 листов машинописного текста без графической информации), то одновременно с его созданием проведена работа по организации ГИС, призванной отразить всю графическую и картографическую информацию, и начата разработка

57

СУБД кадастра, назначение которой – облегчить обработку и поиск информации. Планируется в 2001 г. внедрить эти системы непосредственно в практическое использование, причем не только на уровне областного центра, но также городов и районов, в соответствующих структурных подразделениях органов местного самоуправления.

К другим, новым, перспективным направлениям в развитии сети ООПТ относится внедрение кластерных ООПТ. До сих пор такой подход не практиковался в области, вместе с тем здесь имеется ряд чрезвычайно полезных и выгодных моментов. Например, кластерность позволяет "прикреплять" к уже существующим ООПТ, имеющим свои администрации и штаты охраны, новые территории, не имеющие общих границ с "базовыми" ООПТ. В этом случае возможно взятие под охрану ценных новых территорий без привлечения больших финансовых средств, с более высокими функциональными возможностями в плане соблюдения режима, чем у ООПТ, не имеющих своих администраций и штата охраны.

Переход к рыночным отношениям продиктовал необходимость использования новых экономических подходов в сфере ООПТ. К таким перспективным подходам относится развитие так называемого экологического туризма. Природные условия и ресурсы области позволяют считать это направление очень перспективным. Внедрение экологического туризма может позволить решить сразу несколько чрезвычайно важных задач. Прежде всего, экологический туризм позволяет в некоторой степени упорядочить неорганизованный туризм, в том числе и на ООПТ, т.е. сделать его более управляемым и прогнозируемым. Экологический туризм может рассматриваться как перспективный источник получения дохода, в том числе для дополнительного финансирования деятельности ООПТ. Понятно, что экономическая сторона ни в коем случае не должна превалировать над природоохранным аспектом деятельности ООПТ, для этого необходимы комплексный и научно обоснованный анализ и нормирование, например, по рекреационной нагрузке на ООПТ [5].

Большое подспорье в плане развития экологического туризма может сыграть установленная в 1999 г. на территории области новая категория ООПТ – историко-ландшафтные комплексы (ИЛК) регионального значения [6]. Основное назначение этой категории – объединение организационных, финансовых и других ресурсов для сохранения и развития историко-культурных комплексов и окружающих их (прилегающим к ним) экосистем. До сих пор деятельность по охране исторических объектов и ландшафтов, образующих часто неразрывное

58

целое, никак не координировалась и была несогласованной, если таковая вообще имела место. Организация ИЛК, а намечено к организации уже несколько таких ООПТ, может, с одной стороны, способствовать повышению эффективности охраны как природных комплексов, так и памятников историко-культурного назначения, с другой – за счет внедрения экологического туризма – позволит получать дополнительное финансирование для поддержания нормального функционирования ИЛК и других ООПТ. В качестве одного из основных вариантов развития этого направления стала разработанная и недавно утвержденная межведомственной рабочей группой по оценке состояния и развития системы ООПТ области концепция организации и развития ИЛК "Боголюбовский луг – церковь Покрова на Нерли". Одним из аспектов данной концепции является постепенный перевод неорганизованного (с природоохранной точки зрения) туризма на территории планируемого ИЛК в организованный, экологический туризм.

Кроме указанных выше моментов работы с ООПТ по повышению эффективности функционирования системы охраняемых территорий, в ближайшее время планируется использовать и некоторые другие перспективные направления, например эколого-экономический анализ функционирования ООПТ, математическое моделирование применительно к системе ООПТ и т.д.


1. Вахромеев И.В. Клязьменский заповедник – малоизвестная страница истории Ковровского края // Рождественский сборник. Вып. III. – Ковров. - 1995.– С. 67 – 74.

2. Давыдова С.Н., Вахромеев И.В. Система особо охраняемых природных территорий Владимирской области // Вопросы экологии Волжско-Окского междуречья: Межвуз. сб. науч. тр.− Ковров: КГТА, 1999.− C. 100 – 106.

3. Вахромеев И.В. и др. Итоги первого этапа программы "Флора Владимирской области" / И.В. Вахромеев, Г.В. Есякова, О.В. Орехова и др. // Флора Владимирской области: Сб. науч. ст. Вып. 1.– Владимир, 2000.– С. 5-18.

4. Давыдова С.Н. и др. Изучение флоры особо охраняемых природных территорий Владимирской области // Флора Владимирской области: Сб. науч. ст. - Вып. 1.– Владимир, 2000.– С. 45 – 51.

5. Вахромеев И.В., Давыдова С.Н. Рекреация и особо охраняемые природные территории: проблемы и пути их решения // Актуальные

59

проблемы туризма на рубеже веков: Региональные проблемы и модели развития туризма малых и средних городов центральной России: Сб. докл. и тез. сообщений науч.-практ. конф. − М.: РМАТ, 1999.− С. 16–19.

6. Давыдова С.Н., Алексеев С.А., Вахромеев И.В. Состояние и перспективы развития особо охраняемых природных территорий Владимирской области // Актуальные проблемы туризма на рубеже веков: Региональные проблемы и модели развития туризма малых и средних городов центральной России: Сб. докл. и тез. сообщений науч.-практ. конф.− М.: РМАТ, 1999.− С. 19 – 23.


В.М. ВИЛЬДЯЕВ, А.В. ЖИРОВ (ВлГУ)

ИНФОРМАЦИОННОЕ И ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЕ СОПРОВОЖДЕНИЕ УПРАВЛЕНИЯ ВОДНЫМИ РЕСУРСАМИ

Информационное обеспечение управления водными ресурсами в

настоящее время находится в стадии становления. Практически решён вопрос о накоплении данных мониторинговых наблюдений и формы 2ТП-(Водхоз) на магнитных носителях. Разработаны компьютерные программы, которые рекомендованы для внедрения в бассейновых и региональных органах управления Министерства природных ресурсов, для создания баз данных по формам 2ТП-(Водхоз) и гидрохимическому мониторингу. Однако в практике работ часто используются твёрдые (бумажные) носители. Это связано с рядом причин: отсутствием в бассейновых водных управлениях и комитетах природных ресурсов необходимого количества современных компьютеров и несовершенством предложенных программных продуктов, форматы которых закрыты, что ставит пользователей в зависимость от разработчиков. Данные программные продукты не учитывают последних достижений в информационных технологиях и прежде всего ГИС-технологий. Вместе с тем потребность в информационном обеспечении федеральных, бассейновых и территориальных органов водной службы Российской Федерации не ограничивается только сведениями о результатах мониторинговых наблюдений и данных о водопользователях, отражённых в статистической отчётности по форме 2ТП-(водхоз). Большое значение при принятии различных управленческих решений в области водных


© В.М. Вильдяев, А.В. Жиров, 2001

60

ресурсов имеют сведения об изменении уровня поверхностных и подземных вод, экологическом состоянии территории водосборного бассейна, программам социально-экономического развития водосборной территории и т.п. В практике водохозяйственных работ часто возникает потребность в оперативной оценке стихийных природных явлений (прежде всего весенних паводков), прогноза последствий аварийных ситуаций на гидротехнических сооружениях и выработке предложения по их предупреждению. Особую роль в настоящее время приобретают проблемы сбора водного налога и эффективного использования достаточно ограниченного количества финансовых ресурсов для решения водных проблем, то есть проблема эффективной реализации системы платного водопользования. Вполне очевидно, что без создания системы информационной поддержки управленческих решений на всех уровнях управления водными ресурсами мы не сможем эффективно решить все эти проблемы. Создать такую систему возможно только на основе ГИС-технологий.

Наиболее универсальным инструментом для прогнозирования количественного и качественного состояния водных объектов являются математические модели. Однако часто эти модели носят формализованный характер и не всегда отличаются достаточной корректностью, так как технически сложно учесть большое количество природных и антропогенных факторов. Значительный прогресс в этом направлении произошёл после внедрения в практику работ по управлению водными ресурсами географических информационных систем (ГИС), которые стали использоваться как средство информационной поддержки при принятии управленческих решений в области водных проблем. Создание необходимого комплекса проблемных модулей ГИС позволит обеспечить управление водными ресурсами и необходимой интеллектуальной поддержкой. Проблемные модули фактически представляют собой математические модели, направленные на решение конкретных задач научного и прикладного значения. Вполне очевидно, что математические модели для водных объектов должны разрабатываться совместно с гидрологами, гидрогеологами и гидротехниками. Данная работа является результатом сотрудничества специалистов в области водных проблем и прикладной математики.

61

Географические информационные системы - средство информационной поддержки управленческих решений

в области управления водными ресурсами

Географические информационные системы (ГИС) получили широкое распространение во всем мире в последние 10 лет. Эти автоматизированные системы предназначены для сбора, хранения и обновления картографической и текстовой информации, а также для проведения анализа накопленной информации, решения научных и прикладных задач.

Основным назначением ГИС является формирование знаний о Земле, отдельных территориях, местности, а также своевременное доведение необходимых пространственных данных до многочисленных пользователей с целью достижения наибольшей эффективности их работы.

В настоящее время имеется достаточное количество серийных программных продуктов ГИС, которые широко используются во всех отраслях, использующих пространственно ориентированные данные. Прежде всего это зарубежные ГИС Arс/Info, МapInfo, InterGraf, WinGIS , ArсCAD, Аtlas-GIS и др. Из российских ГИС следует отметить ГИС-ПАРК, предназначенный для решения геологических задач.

Проблемы выбора программного продукта ГИС не должно существовать, так как конвертация данных из одной базы данных в другую технически не представляет проблемы. Вместе с тем для обеспечения эффективного информационного взаимодействия между различными уровнями управления водной службы Министерство природных ресурсов необходимо использовать один программный продукт. По нашему мнению к таким программным продуктам относятся ArcView и Arс/Info, получившие наибольшее распространение как за рубежом, так и в России. Эти программные продукты используется и в Министерстве природных ресурсов РФ.

Функционально ГИС решают две основные задачи: оперативное (визуальное) получение необходимой справочной информации и решение прикладных и научных задач. Первая задача программно решается во всех серийных ГИС, реализуемых на рынках, а вторая частично за счёт существующих в ГИС проблемных модулей. Вместе с тем довольно часто возникает необходимость в решении конкретных задач, с которыми сталкиваются в своей работе пользователи ГИС. В водной отрасли значительная часть этих задач решается традиционными способами: с использованием топографических карт, линеек, курвиметров, планиметров, калькуляторов и т.д. Вместе с тем практически все эти

62

задачи можно решать с использованием проблемных модулей ГИС. В таблице приведены сведения о гидрологических параметрах, которые используют в своей работе гидрологи.

Гидрологические параметры

№ п/п

Параметры, используемые в гидрологических расчётах

Определяются программными возможностями серийных ГИС

Определяются созданными проблемными модулями ГИС

1 Площадь водосбора (с учётом рельефа местности) – +

2 Гидрографическая длина водотока – + 3 Средневзвешенный уклон водотока – + 4 Средняя высота водосбора – + 5 Относительная лесистость водосбора + – 6 Относительная озёрность водосбора + – 7 Средневзвешенная озёрность + – 8 Закарстованность водосбора + – 9 Относительная распаханность + – 10 Характеристика почвогрунтов + – 11 Средняя глубина уровня грунтовых

вод + – 12 Характеристика зарегулированности

речной системы искусственными водоёмами + –

13 Характеристика рельефа – + 14 Средний уклон склонов водосбора – + 15 Густота речной сети (водосбора) + –

Создание базы данных картографической

и атрибутивной информации

В зависимости от уровня управления и решаемых задач создаётся и база данных ГИС. На федеральном уровне базовым масштабом ГИС является масштаб 1 : 2 500000, на бассейновом – масштаб 1 : 1000000 – 1 : 500 000, на региональном (областном, республиканском) – 1 : 200 000, районом – 1 : 50 000, муниципальном – 1 : 10 000. Следует отметить, что бассейновому уровню в зависимости от площади водосборной территории может соответствовать водосборная территория рек первого или второго порядка, а районному уровню – водосборная территорию рек третьего или четвёртого порядка площадью в несколько сотен квадратных километров.

63

Разработка проблемных модулей ГИС

Создание проблемных модулей ГИС определяется потребностями конкретного уровня управления. На федеральном уровне проблемные модули должны решать задачи по управлению водными ресурсами всей территории России. В основном это задачи, связанные с разработкой программ экономического развития страны в области использования и сохранения водных ресурсов и формированием доходных и расходных частей государственного бюджета. На бассейновом уровне возникают проблемы по регулированию режимов наполнения водохранилищ и управлению режимом гидроэлектростанций, регулированию санитарных пропусков, прогнозу весенних паводков, учёту интересов субъектов федерации в области использования и охраны водных объектов. На региональном и районном уровнях проблемные модули используются для гидрологических расчётов, оценки вредных воздействий на поверхностные водоёмы, подсчёта снеговых запасов водосборной территории, прогноза и оценки последствий паводковых явлений, расчёта платежей за использование и загрязнение водных ресурсов. На муниципальном уровне возникает потребность в проблемных модулях, позволяющих проводить оперативный учёт водопотребления и водоотведения.

В качестве территории для разработки и апробации проблемных модулей нами был выбран бассейн р. Рпень – водоток четвёртого порядка. Река Рпень является левым притоком р. Клязьма и впадает в неё в черте г. Владимира, что делает Рпень в её устье одним из самых загрязнённых притоков Клязьмы. Площадь водосборной территории р. Рпень составляет 276 км2. Рельеф водосборной территории представляет собой слабо всхолмлённую равнину, осложнённую речной и овражной сетью с перепадами высот от 95 до 205 м.

База данных содержит ряд слоёв, отражающих топографические особенности водосборной территории р. Рпень, виды землепользования, сведения о гидрологических и гидрохимических постах и другую информацию природоохранного значения.

Создание проблемных модулей для регионального и районного уровней начинается с модуля, позволяющего выделять в автоматизированном режиме контуры водосборной территории по заданному сечению поверхностного водотока с последующим определением площади выделенной водосборной территории. Последнее производится с учётом рельефа местности. С этих операций начинаются все гидрологические расчёты. Без этих процедур нельзя провести и оценку

64

вредных воздействий на поверхностные водотоки от локальных и площадных источников загрязнения.

Разработка проблемного модуля по автоматизированному выделению контура водосборной территории. Модуль по автоматизированному определению контуров водосборной территории является основой для разработки модуля по расчету площади водосборной территории с учетом рельефа. Для работы этого модуля требуются следующие данные:

– грид-тема с цифровой моделью рельефа, охватывающая возможные водосборные территории;

– тема с поверхностными водотоками с построенной топологией. Построенная топология для

речной сети необходима, так как она используется в данном модуле для определения всех сегментов речной сети, воды которых по рельефу поступают к выбранному произвольному сечению реки.

Перед определением границ водосборов необходимо подготовить цифровую модель рельефа (ЦМР) и преобразовать ее в ЦМР с заполненными стоками. Эта операция выполняется с помощью разработан-ного проблемного модуля (с использованием расширения Spatial Analyst для ArcView). На рис. 2 приведены результаты выделения контуров водосборной территории по

Рис. 2. Водосборные территории заданным сечениям. притоков р. Рпень и их площади.

Разработка проблемного модуля по вычислению площади

водосборной территории с учетом рельефа. Расчет площади водосборной территории (площади водосбора) лежит в основе большинства гидрологических расчетов. Этот расчет является очень трудоемким, если делать его традиционно с использованием топографических карт. Поэтому создание проблемных модулей ГИС для автоматизированного определения контуров водосборных территорий и вычисления их площадей –

65

обеспечивает получения необходимых гидрологических параметров искомой водосборной территории.

Модуль по вычислению площади водосборной территории с учетом рельефа основан на результатах работы модуля по расчету ее контуров. Для его работы необходимы следующие данные:

– грид-тема с цифровой моделью рельефа; – тема с контурами искомых водосборов. Принцип его работы таков. Водосборная территория разбивается на

элементарные участки с размером, равным размеру элементарных участков темы с цифровой моделью рельефа. Для каждого участка считается его уклон, и на основе этих значений строится грид-тема с поправочными коэффициентами для площадей участков. Так как площадь элементарных участков одинакова и непосредственно берется из базы данных, то общая площадь водосбора приравнивается сумме поправочных коэффициентов для всех ячеек водосборной территории, умноженной на площадь элементарного участка. Описанные выше действия осуществляются программным модулем.

Заключение

В результате проведённой работы была разработана многоуровневая географическая информационная система речного бассейна и создана база данных бассейнового, регионального и районного уровней водосборной территории р. Оки. На примере водосборной территории водотока четвёртого порядка р. Рпени разработаны и апробированы модули по выделению водосборной территории по заданному сечению реки и определению площади выделенной водосборной территории с учётом рельефа. Созданные модули в совокупности с программными возможностями серийных ГИС позволяют получить в автоматизированном режиме необходимый комплекс гидрологических параметров, используемых в практике работ по управлению водными ресурсами, а также приступить к созданию модулей по оценке вредных воздействий на водные объекты.

66

II. ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

УДК 577.4

С.М. ЧЕСНОКОВА, Т.А. ТРИФОНОВА, В.В. ДЮКОВ (ВлГУ)

ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ В Г. ВЛАДИМИРЕ МЕТОДАМИ БИОИНДИКАЦИИ И БИОТЕСТИРОВАНИЯ

Состояние окружающей среды в г. Владимире и области в настоящее

время оценивается по данным статотчетности предприятий – природопользователей на основе суммарных выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных и передвижных источников, по валовому сбросу различных поллютантов в поверхностные водоемы, валовому объему твердых промышленных отходов различных классов опасности и их размещению, а также по демографической ситуации, причинам смертности, уровню рождаемости и структуре заболеваний взрослого и детского населения [1]. Такая система оценки ориентирована только на человека – биологического объекта с самой развитой системой гомеостаза, т.е. наиболее толерантного к изменениям окружающей среды. Кроме того, на состояние здоровья человека оказывают значительное влияние социально-экономические факторы. Такой подход к оценке состояния окружающей среды не отвечает требованиям экологического нормирования, направленного на установление допустимой экологической нагрузки на природные объекты в целях сохранения видового разнообразия экосистем [2].

Для интегральной оценки антропогенной нагрузки на окружающую среду предприятий и автотранспорта г. Владимира нами использованы методы биотестирования и биоиндикации, основанные на регистрации ответных реакций живых организмов на одновременное или последовательное действие всех видов загрязнения. В качестве биоиндикаторов загрязнения воздуха выбраны эпифитные лишайники, поверхностных водоемов – растения – макрофиты, почв – сообщество почвенных микроорганизмов – разрушителей целлюлозы. В качестве тест – объектов использовали пресноводных рачков – Daphnia magna и семена различных растений.

Для оценки среднемноголетнего уровня загрязнения воздуха оксидами серы и азота в различных районах города Владимира оценены


© Чеснокова С.М., Трифонова Т.А., Дюков В.В., 2001

67

видовой состав и размерная структура популяций эпифитных лишайников, степень встречаемости отдельных видов, индексы полеотолерантности (ИП). По результатам проведенных работ выявлены территории города с наиболее высокой степенью загрязнения воздуха (зоны лишайниковых пустынь), зоны умеренного загрязнения воздуха и зоны с относительно чистым воздухом.

Наблюдается тенденция к увеличению асимметрии и размера талломов эпифитных листоватых лишайников при переходе от фоновой зоны загрязнения (Загородный парк) к промышленным (импактным) зонам. В импактных зонах выявлено преобладание деформированных мелких талломов. Причинами этого, вероятно, являются два процесса, вызванные атмосферным загрязнением:

1) уменьшение скорости роста талломов; 2) увеличение смертности талломов больших размеров. Второй процесс наблюдается в настоящее время на территориях

города, испытывающих большие нагрузки от автотранспорта: парк им. 850-летия города – влияние муниципального торгового центра «Ополье»; крупные стоянки автотранспорта в районе ВТЗ, ул. Батурина и др. На этих территориях в 2000 г. обнаружено множество обесцвеченных и побуревших отмирающих экземпляров лишайников. Полученные данные свидетельствуют о влиянии автотранспорта на загрязнение атмосферного воздуха опасными для живых организмов поллютантами и необходимости принятия срочных мер по предотвращению дальнейшего роста грузопотоков в черте города и увеличению количества гаражей, автозаправок и стоянок автомобилей в селитебных зонах.

Интегральными показателями степени загрязнения атмосферного воздуха в осенне-зимний сезон является токсичность снежного покрова. Оценка токсичности снежного покрова проводилась методами биотестирования с использованием в качестве биосенсоров ветвистоусых пресноводных рачков Daphnia magna и семян различных растений.

Как видно из табл. 1 наблюдается усиление антропогенной нагрузки на парк 850-летия города. Данные табл. 1 хорошо согласуются с результатами лихеноиндикации воздуха.

Почвы в городах выполняют важные средообразующие функции: определяют качество приземных слоев воздуха и являются защитным сорбционным барьером от загрязнения почвенно-грунтовых вод и поверхностных водоемов.

68

Выполняя важные средообразующие функции, почва изменяет химический состав подземных вод и атмосферных осадков, регулирует содержание в воздухе диоксида углерода и кислорода.

Таблица 1 Динамика изменения кислотности и токсичности снежного покрова г. Владимира за 1996 – 2000 гг.

Места отбора проб *

Кислотность, рН Токсичность (выжива-емость дафний). **

Фитотоксичность (гречиха). **

1996 1997 1998 2000 1996 1997 1998 2000 1996 1997 1998 2000 1 4,4 4,4 4,3 4,2 +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ 2 4,2 4,0 4,1 4,2 +++ +++ ++ ++ +++ +++ + + 3 4,4 4,4 4,2 4,3 +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ 4 4,2 4,0-

4,2 4,2 4,1

+++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ 5 4,0 4,1 4,0 4,0 ++++ ++++ ++++ ++++ +++ +++ +++ +++ 6 4,4-

4,8 4,4-4,5

4,4-4,7

4,4-4,6 + + ++ ++ ++ ++ ++ ++

7 4,6 4,5 4,5 4,4 ++ ++ ++ +++ + + ++ +++ 8 4,5-

4,7 4,5 4,5-

4,7 4,4-4,6 + + + + + + + +

* 1. Ул. Гагарина. 2. Зона влияния ОАО «ВТЗ». 3. Ул. Мира. 4. Ул. Куйбышева и Лакина. 5. Зона влияния ОАО «ВХЗ» и ООО “Автоприбор”. 6. Зона влияния ОАО «ВЭМЗ» (ул. Усти на Лабе). 7. Парк им 850-летия. 8. Парк “Дружба”.

** ++++ - очень сильно токсична. +++ - сильно токсична. ++ - умеренно токсична. + - слабо токсична.

В крупных промышленных городах происходит техногенная

трансформация свойств почв. По эффекту воздействия на городские почвы техногенные вещества обычно объединяют в две группы: педогеохимически активные и биохимически активные [3].

Педогеохимически активные вещества изменяют кислотно-основные и окислительно-восстановительные условия в почвах. К ним относят соединения железа, алюминия, кальция, магния, щелочных металлов и минеральные кислоты (серная, азотная и другие).

Биохимически активные вещества действуют прежде всего на живые организмы. Это обычно типоморфные для каждого вида производства поллютанты (ртуть, кадмий, свинец, никель, медь, ванадий и другие). Они образуют в городах более контрастные относительно фона ареалы и представляют опасность для биоты и человека.

69

Сосредоточение в черте города Владимира крупных промышленных предприятий и транспортных потоков привело к образованию в почвах техногенных аномалий тяжелых металлов с опасным и чрезвычайно опасным уровнем загрязнения. К таким техногенным аномалиям можно отнести зоны влияния ОАО «ВТЗ», ООО «Автоприбор», ОАО «ВХЗ», центр города, район типографии на Октябрьском проспекте и др.

По мнению М.А. Глазовской, предельно допустимый уровень загрязнения почв – это тот уровень, при котором начинают изменяться оптимальные количество и качество создаваемого вновь живого вещества, то есть биологическая продуктивность [3]. Биологическая продуктивность почв может быть оценена величиной фитотоксичности, которая зависит от кислотности почвенного раствора и содержания в ней токсичных для растений количеств железа (III), алюминия и тяжелых металлов. Биологическая продуктивность является также показателем степени деградации почв под влиянием антропогенных факторов.

В крупных промышленных центрах почвы характеризуются переуплотненностью, нарушением кислотно-щелочного, водного и температурного режимов, загрязнением тяжелыми металлами, нефтепродуктами и другими токсичными для живых организмов веществами, что приводит к значительной их деградации, резкому снижению продуктивности и нарушению их экологических функций.

Для комплексной оценки степени деградации и нарушения экологических функций городских почв нами разработана система мониторинга городских почв, включающая оценку кислотности, буферности почв по отношению к тяжелым металлам, фитотоксичности и токсичности по дафниевому тесту, а также целлюлозолитической активности почв (табл. 2 – 3).

Для оценки буферности почв к тяжелым металлам использовали шкалу буферности почв, разработанную В. Б. Ильиным. Градация почв по этой шкале проводится по содержанию гумуса, полуторных оксидов, карбонатов и кислотности (величине рН). Фитотоксичность почв оценивалась по величине коэффициента ингибирования прорастания семян тестовых растений. Токсичность почв оценивалась по выживаемости пресноводных рачков Daphnia magna в водной вытяжке из почвы при 96-часовой экспозиции (острая токсичность) и по плодовитости рачков при 27-дневной экспозиций (хроническая токсичность).

Продуктивность почв определялась по кислотности почв и величине коэффициента ингибирования прорастания тестовых растений.

70

Таблица 2 Динамика изменения кислотности и токсичности почв

г. Владимира за 1996 – 1999 гг.

Места отбора проб *

Кислотность, рН Фитотоксичность, King гречихи «Анита»

Степень деградации, %

1996 1997 1998 1999 1996 1997 1998 1999 1996 1997 1998 1999 1 3,4 3,4 3,5 3,5 2,2 2,1 2,1 2,1 >75 >75 >75 >75 2 3,5 3,5 3,5 3,5 2,2 2,1 2,1 2,1 >75 >75 >75 >75 3 3,6 3,6 3,6 3,6 2,1 2,2 2,2 2,2 >75 >75 >75 >75 4 3,4 3,3 3,4 3,4 2,4 2,4 2,4 2,3 >75 >75 >75 >75 5 3,4 3,3 3,3 3,3 2,2 2,1 2,1 2,2 >75 >75 >75 >75 6 5,1 5,1 5,0 5,0 1,5 1,5 1,6 1,6 >50 >50 >50 >50 7 4,4 4,4 4,2 4,1 1,5 1,5 1,5 1,5 >50 >50 >50 >50 8 4,0 4,0 4,0 4,1 1,5 1,5 1,5 1,4 >50 >50 >50 >50 9 4,8 4,9 4,7 4,9 2,5 2,4 2,3 2,5 >75 >75 >75 >75

10 4,1 4,0 4,0 4,0 2,0 2,0 2,0 2,1 >75 >75 >75 >75 11 4,7 4,9 4,8 4,8 1,5 1,4 1,5 1,5 >50 >50 >50 >50 12 4,4 4,5 4,4 4,3 2,2 2,3 2,2 2,3 >75 >75 >75

* 1. Зона влияния ОАО «ВХЗ» и ООО «Автоприбор»

2. Зона влияния ОАО «ВТЗ» 3. Зона влияния типографии на Октябрьском проспекте

4. Ул. Куйбышева («огуречная гора»)

5. Ул. Гагарина

6. Парк им. 850-летия 7. Парк «Дружба» 8. Зона влияния ТЭЦ 9. Зона влияния ОАО «ВЭМЗ» 10. Зона влияния кирпичного завода 11. Поселок Семязино 12. Поселок РТС

Экологический мониторинг почв города Владимира, проводимый по

предложенной системе в течение 4 лет (1996 – 1999 гг.), показал высокую степень деградации почв в промышленной зоне города и зонах влияния автотранспорта. Об этом свидетельствуют низкая продуктивность почв (менее 50 %), и их низкий уровень буферности по отношению к тяжелым металлам. Периодически выявляемая токсичность вод некоторых родников города (дафниевый тест) также свидетельствует о нарушениях экологических функций почв городских территорий и необходимости принятия мер по их защите от химического загрязнения и переуплотнения, по сохранению зеленых насаждений в городе и пригородных зонах.

71

Таблица 3

Целлюлозолитическая активность почв города Владимира (сентябрь – октябрь 2000 г.)

№ п/п Место отбора проб Целлюлитическая

активность, % Степень деградации

1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 11 12 13 14 15

Парк им. 850-летия города. Ул. Им. 850-летия города. Ул. Горького (территория ВлГУ). Ул. Тракторная. Зона влияния ОАО «ВХЗ». Зона влияния ОАО «ВТЗ». Парк “Дружба”. Зона влияния кирпичного завода Проспект Ленина. Ул. Гагарина. Ул. Лакина. Зона влияния ОАО «ВЭМЗ». Ул. Мира. Пойма р. Клязьма (АО «Коммунар»). Загородный парк.

30-35 11,8 12,3

12,0-13,0 10,5-11,3 11,3-12,5

45-50 11,2-11,7 12,1-12,8 11,6-12,3 11,5-12,6 10,7-12,2 11,1-12,7

55-65 48-51

Средняя Сильная Сильная Сильная Сильная Сильная Средняя Сильная Сильная Сильная Сильная Сильная Сильная Слабая Средняя


1. О состоянии окружающей среды и здоровья населения Владимирской области (1997-2000 гг.). Под ред. С.А. Алексеева: Ежегодные докл. - Владимир, 1997 – 2000.

2. Безель В.С., Большаков В.Н., Воробейчик Е. Л.. Популяционная экотоксикология. – М.: Наука, 1994. – 80 с.

3. Глазовская М.А.. Геохимия природных и техногенных ландшафтов. – М.: Высш. шк., 1988. – 328 с.


И.К. ЯЦКОВ, Л.В. ЗУЙКОВА (Владимирский Центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды), Р.И. БАТЫГИНА, Н.А. АНДРИАНОВ (ВлГУ)

СОСТОЯНИЕ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА Г. ВЛАДИМИРА

В статье проанализированы и обобщены результаты наблюдений за уровнем загрязнений атмосферы г. Владимира за 1998 – 2000 г.


© Яцков И.К., Зуйкова Л.В., Батыгина Р.И., Андрианов Н.А., 2001

72

Мониторинг проводится областным Центром по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды.

Во всех современных промышленных городах существуют два вида источников загрязнения городской воздушной среды: промышленные проекты и подвижной транспорт. Контроль состояния атмосферного воздуха осуществляется в г. Владимире на 4 стационарных пунктах наблюдения загрязнения (ПНЗ). ПНЗ 1 относится к категории «фоновый», ПНЗ 3 и ПНЗ 5 относятся к категории «промышленный», ПНЗ 4 – к категории «автомагистральный». На всех ПНЗ контролируются основные примеси, которые выбрасываются в атмосферу почти всеми источниками загрязнения (взвешенные вещества, сернистый ангидрид, оксиды азота, оксид углерода). Из специфических примесей контролируются фенол, формальдегид, сажа, хром (VI), тяжелые металлы.

Анализ валовых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников за указанный период показывает, что произошло снижение суммарного количества выбросов в атмосферу. Основное снижение их произошло в результате уменьшения выбросов угольной золы Владимирской ТЭЦ ОАО «Владимирэнерго» в связи с переводом ее с твердого на газообразное топливо. Динамика среднегодовых концентраций (в долях ПДК) за 1998 – 2000 гг. представлена в таблице.

Из таблицы видно, что среднегодовая концентрация взвешенных веществ на всех постах в 2000 г. превысила ПДК в 1,3 раза и не отличалась от уровня 1999 г. Среднемесячные концентрации за все три последние годы превышала ПДК в 1,3 – 2,6 раза в период апреля по сентябрь практически во всех районах города.

Изменения среднегодового уровня загрязнения атмосферного воздуха г. Владимира за период 1998 -2000 гг.

Примеси Среднегодовые концентрации в долях ПДК 1998 1999 2000

1. Взвешенные вещества 1,4 ПДК 1,3 ПДК 1,3 ПДК 2. Диоксид серы (сернистый ангидрид) < ПДК < ПДК < ПДК 3.Оксид углерода (II) ≈ПДК ≈ПДК ПДК 4.Диоксид азота ПДК ПДК 0,5ПДК 5. Фенол 0,5 ПДК 0,5 ПДК ПДК 6.Формальдегид 3,3 ПДК 4,0 ПДК 6,0 ПДК

В зимние месяцы концентрация была минимальной и не превышала

предельно-допустимые концентрации. Концентрации диоксида серы были

73

значительно ниже ПДК. Среднегодовая концентрация оксида углерода (II) достигла ПДК в 2000 г., в предыдущие два года была ниже ПДК. Наибольшие среднемесячные концентрации (1,0 ПДК) во всех районах города отмечены в июне и июле, причем в дневные часы были больше. Среднегодовая концентрация диоксида азота в 2000 г. по сравнению с предыдущими годами снизилась в 2 раза и составила 0,5 ПДК.

Контроль за содержанием в воздухе фенола проводился на трех постах города: ПНЗ 3, ПНЗ 4, ПНЗ 5. Наблюдается рост среднегодового уровня загрязнения, хотя он пока не превысил ПДК, но в отдельные месяцы составил 2,3 ПДК.

Среднегодовая концентрация формальдегида за 1998 – 2000 гг. значительно возросла, в 2000 г. она составила 6,0 ПДК, что в 1,5 раза выше уровня 1999 г. Уровень загрязнения формальдегидом в районах, где проводятся наблюдения был одинаково высоким. Наиболее высокие уровни загрязнения воздуха формальдегидом 11 ПДК и 12 ПДК и повторяемость превышений ПДК разовыми концентрациями 36 % и 35 % были отмечены в июне в районах тракторного завода (ПНЗ 3) и центральном (ПНЗ 4).

Основными стационарными загрязнителями воздуха углеродсодержащими соединениями являются ОАО «ВТЗ», ОАО «ВЗКИ» и ОАО «ВХЗ». Однако анализ данных наблюдений показывает, что значительно увеличивается техногенная экологическая нагрузка от автотранспорта. Рост интенсивности транспортных потоков на сравнительно ограниченной территории приводит к повышению содержания в воздухе продуктов неполного сгорания моторного и дизельного топлива. К сожалению, об этом свидетельствуют несистематические наблюдения за концентрацией бенз(а)пирена в воздухе. Содержание его в 1997 – 1998 гг. не контролировалось; наблюдения в 1999 г. проводились на ПНЗ 4 и ПНЗ 1 (фоновый). Хотя среднегодовая концентрация составила 0,7 ПДК, максимальная из среднемесячных концентрация – 1,8 ПДК была отмечена в июне. Индекс загрязнения атмосферы для пяти приоритетных примесей (взвешенные вещества, диоксид азота, оксид углерода, фенол, формальдегид) в 1998 г. составил 8,4; в 1999 г. возрос до 10,08, в 2000 г. еще выше – 13,72. Ухудшение качества воздуха в 2000 году связано с увеличением уровня загрязнения фенолом и формальдегидом, что говорит о влиянии автотранспорта и промышленных предприятий, связанных с использованием связующих, содержащих фенол и формальдегид (ОАО «ВТЗ», ОАО «ВЗКИ», ОАО «ВХЗ»).

74

Предварительные расчеты показывают, что доля загрязнения атмосферного воздуха от автотранспорта составляет примерно 75 %, что связано с устойчивой тенденцией увеличения численности транспортных средств и повышением интенсивности движения.

Для повышения степени достоверности оценки состояния атмосферного воздуха в процессе мониторинга необходимы передвижная лаборатория для измерения уровня загрязнения воздуха на основных автомагистралях области и увеличение числа ПНЗ. Уровень загрязнения атмосферного воздуха в городе в 2000 г. характеризуется как высокий, выше среднего по стране. Получено: 19.02.01.

А.Н. КРАСНОЩЁКОВ, Т.А. ТРИФОНОВА (ВлГУ)

МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ

В настоящее время существуют две индивидуальные программы

расчета рассеивания вредных веществ в атмосфере от стационарных источников выбросов. Это – PRIZMA и ECOLOG. Обе программы написаны под операционную среду MS-DOS. PRIZMA и ECOLOG по интерфейсу похожи друг на друга, но были созданы различными фирмами. Обе программы расчета ссылаются на ОНД-86 “Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий.”

ОНД-86 “Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий.” – это общесоюзный нормативный документ (издан в 1987 г.), который устанавливает требования в части расчета концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе при размещении и проектировании предприятий, нормировании выбросов в атмосферу реконструируемых и действующих предприятий, а также при проектировании воздухозаборных сооружений. ОНД-86 предназначена для ведомств и организаций, осуществляющих разработки по размещению, проектированию и строительству промышленных предприятий, нормированию вредных выбросов в атмосферу, экспертизе и согласованию атмосфероохранных мероприятий.


© Краснощёков А.Н., Трифонова Т.А., 2001

75

Общие положения ОНД-86: Настоящие нормы устанавливают методику расчёта концентраций в

атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. Нормы должны соблюдаться при проектировании предприятий, а также при нормировании выбросов в атмосферу реконструируемых и действующих предприятий.

Нормы предназначены для расчёта приземных концентраций в двухметровом слое над поверхностью земли, а также вертикального распределения концентраций.

Существует еще одна программа, написанная по заказу московской фирмы ЗАО «Промстройпроект» Владимирской городской экологической экспертизе. Данная программа объединяет в себе обе вышеописанные программы (PRIZMA и ECOLOG). В ней добавлена еще одна функция, позволяющая делать расчет по всем источникам выбросов города сразу.

Недостатки программ PRIZMA и ECOLOG: 1) работа данных программ под операционной системой MS-DOS:

а) требуется высококвалифицированный специалист; б) слишком медленный расчет; в) медленная работа с базами данных; г) ненаглядный интерфейс, неудобность использования; д) нединамичность программы (то есть нельзя одновременно использовать другие программы, приложения);

2) программы не могут нарисовать изолинии на карте местности в определенном масштабе;

3) результаты расчетов данных программ не совпадают с данными замеров, то есть программы сильно занижают радиус зон загрязнений;

4) нет возможности ограниченного доступа к программам и базам данных. Поэтому для расчета выбросов от стационарных источников была

использована разработанная на кафедре экологии ВлГУ программа («ЭРА v1.2») расчета рассеивания вредных веществ в атмосфере. Программа соответствует методике расчёта концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий (ОНД – 86), но с некоторыми поправками (в формулах используются эмпирически выведенные коэффициенты). Данные поправки корректируют расчет с целью получения наиболее реальных результатов. ЭРА написана на языке DELPHI 4.1 под операционную среду Windows 95/98/ME/NT/2000 (32 bit).

76

Ниже приведены некоторые характеристики данной программы: 1. Степень опасности загрязнения атмосферного воздуха характеризуется наибольшим рассчитанным значением концентрации, соответству-ющим неблагоприятным метеорологическим условиям, в том числе опасной скорости ветра. Нормы не распространяются на расчёт концентраций на дальних (более 100 км) расстояниях от источника выброса.

2. При одновременном совместном присутствии в атмосферном воздухе нескольких (n) веществ, обладающих суммацией вредного действия, для каждой группы указанных веществ однонаправленного вредного действия рассчитывается безразмерная суммарная концентрация – индекс загрязнения атмосферы (ИЗА).

3. Расчёт концентрации вредных веществ, претерпевающих полностью или частично химические превращения (трансформацию) в более вредные вещества, проводится по каждому исходному и образующемуся веществу отдельно. При этом мощность источников для каждого вещества устанавливается с учётом максимально возможной трансформации исходного вещества в более токсичные. Преимущества данной программы («ЭРА v1.1») над программами

PRIZMA и ECOLOG: 1) работа программы под операционными средами Windows 95/98/NT:

а) требуется меньшая квалификация специалиста; б) очень быстрый расчет (в несколько десятков раз быстрее; например, расчет одного источника выброса по одному веществу занимает менее 1 секунды);

в) наглядный интерфейс, удобность использования; г) динамичность программы (можно одновременно использовать другие программы, приложения);

2) расчет индекса загрязнения атмосферы по розе ветров; 3) учет рельефа местности и построек; 5) результаты расчетов программы «ЭРА» почти совпадают с данными экспериментальных замеров;

4) занесение данных в общую базу данных; 5) ограниченность доступа к данным (пароли). Исходными данными, вводимыми в программу «ЭРА», являются

данные отчетности предприятий по форме 2ТП-воздух или из томов ПДВ предприятий.

77

Данная программа выдает все промежуточные коэффициенты, в ней также можно включить или отключить данные параметры:

1) вывод исходных данных; 2) вывод промежуточных коэффициентов; 3) вывод максимальных концентраций и опасной скорости ветра; 4) расчет и вывод приземной концентрации по оси факела при неблагоприятных условиях;

5) расчет и вывод максимальных концентраций по оси факела при расчетной скорости ветра;

6) расчет и вывод приземной на расстоянии по перпендикуляру к оси факела выброса;

7) расчет индекса загрязнения атмосферы. Программа предусматривает возможность вывода расчетных

(выходных) данных на экран и в файл. После чего файл с расчетными данными можно откорректировать с помощью Microsoft Word (любой версии) и распечатать. Также файл можно открыть с помощью Microsoft Excel и проводить анализ результатов, строить диаграммы и графики либо хранить как отдельную базу данных.

В данной работе были взяты для расчета основные предприятия, загрязняющие атмосферный воздух в г. Владимире: ТЭЦ, ОАО «ВХЗ», ООО «Автоприбор», ОАО «ВТЗ», ОАО «ВЭМЗ», ОАО «ВЗЖБК», ОАО «ВЗКИ», «Полимерсинтез», ФГУП ВПО «Точмаш», ОАО «Владимирмебель», «Эталон», ВЗПО «Техника», хлебокомбинат «Мукомол», «Обувная фабрика» и др. Были учтены несколько вредных веществ, представляющих опасность для здоровья человека (по количеству выброса и по классу опасности). По стационарным источникам выбросов был создан отдельный слой в геоинформационной системе и привязан к карте города.

Расчет загрязнения атмосферы г. Владимира по основным источникам выбросов по программе «ЭРА» показывает, что большинство загрязняющих веществ, выбрасываемых предприятиями, рассеиваются за пределами их санитарно-защитных зон. После расчета по программе «ЭРА» все данные автоматически передавались в географическую информационную систему, где происходило создание нового слоя с изолиниями рассеивания выбросов, которые привязывались к слою со стационарными источниками. После этого каждая изолиния автоматически корректировалась с учетом микрорельефа местности и застройки.

Таким образом, была создана электронная карта загрязнения атмосферы от стационарных источников, которая включала в себя

78

несколько слоев. Первый слой представляет собой стационарные источники выбросов (трубы). Второй – санитарно-защитные зоны предприятий, установленные Комитетом по охране окружающей среды г. Владимира с учетом розы ветров. Третий слой – это изолинии загрязнения атмосферы по ИЗА с учетом розы ветров, скорректированный также с помощью дополнительных модулей ArcView – Spatial Analyst и 3D Analyst по рельефу.

С помощью созданной карты был проведен анализ предприятий, выбросы которых распространяются за пределами их санитарно-защитных зон.

К таким предприятиям относятся: – НПО «Магнетон» – выбросы от его котельных превышают санитарно-защитную зону (СЗЗ) в северном и северо-восточном направлении на 50 м;

– Котельная ВЗПО «Техника» – зона загрязнения ее по ИЗА превышает СЗЗ в два раза источник выброса находится на ул. Московской, д. 27а и загрязнения распространяются на район детской поликлиники;

– ОАО «Владимирэнерго» (ул. Б. Нижегородская д. 91а) – СЗЗ предприятия 100 м, а выбросы в северном и юго-западном направлении составляют 167 м;

– ООО «Владимирский трикотаж» – котельная, расположенная по адресу: ул. Луначарского, 5 - выбросы от этого источника распространяются на 200 м., а СЗЗ равна 100 м;

– ОАО «Владимирмебель», ул. Добросельская, 4а – за пределами СЗЗ распространяются выбросы от котельной (распространение выбросов превышает СЗЗ по южному направлению на 20 м) и компрессорной (распространение выбросов превышает СЗЗ по южному и юго-западному направлению на 50 м);

– ООО «Автоприбор» – распространение выбросов на промплощадке «Б» превышает СЗЗ на 30 м;

На самом деле вредные вещества рассеиваются намного дальше, чем расчетное рассеивание, потому что мощность выброса, закладываемая в программу, среднегодовая (из томов ПДВ). При составлении расчета на определенный день рассеивание вредных веществ будет маленьким, то есть вредные вещества будут лететь в одном направлении, так как роза ветров на один день довольно однонаправлена, а если учесть залповые выбросы с предприятий, то вредные вещества будут рассеиваться еще дальше (преимущественно газы) и приземная концентрация будет больше

79

(преимущественно крупнодисперсные вещества). Предприятия, выбросы которых распространяются в пределах

санитарно-защитной зоны: – ОАО «ВЭМЗ», ул. Усти-на Лабе; – ЗАО «Энергомаш», Тумская линия, 3 км; – ООО «Владимирский трикотаж», промплощадка № 1, ул. Гагарина; – ООО «Владалко», ул. Б. Нижегородская, 62; – ГУ ЦБ РФ по Владимирской области; – ФГУП ВПО «Точмаш»; ОАО «Виттория». Для того чтобы более наглядно показать, какой район испытывает

наибольшую техногенную нагрузку, г. Владимир был разделен условно на 6 районов. Выбор районов осуществлялся по местам наибольшего скопления выбросов от стационарных источников. По каждому району проведено усреднение ИЗА по каждому источнику выброса. ИЗА по районам города приводится в таблице.

ИЗА по районам города г. Владимира

Район города ИЗА Тумская линия 3-й км (ВЖБИ, Энергомаш, з-д Мукомол) 0,9 Центр (Фабрика музыкальных инструментов, Владимирский трикотаж, Тепловые сети, котельные на ул. Гагарина 6, 2; ВЗПО «Техника», Макаронная фабрика, ГУ ЦБ РФ) 0,7 Промышленная зона (Мясокомбинат, ВЭМЗ, Владалко, Автоприбор, ВХЗ, Владимирэнерго, Точмаш ) 6.4 Доброе (котельная детской больницы, котельная ВЗКИ) 0.1 Район ВТЗ и НПО «Магнетон» 1,0 Юго-западный район и ул. Балакирева (ОАО «Виттория» и котельная юго-западного района) 0,08

Результаты анализа показывают, что высокий ИЗА (5,6) преобладает в промышленном районе города. Сравнительно одинаковые ИЗА имеют районы Владимирского тракторного завода (1,0) и Тумской линии 3 км (0,9). Наименее загрязненными районами оказываются юго-западный район (начинается от проспекта Ленина и длится до ул. Красноармейская) и район Доброго. ИЗА равен соответственно 0,08 и 0,1. Получено: 13.03.01.

80

Ю.В. БАЖЕНОВ, В.П. ОВЧИННИКОВ (ВлГУ)

ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ В Г. ВЛАДИМИРЕ

Экологическая безопасность автотранспортных средств (АТС) в

соответствии с регламентирующими нормативными документами должна обеспечиваться на всех стадиях их проектирования, производства и эксплуатации. В связи с этим можно выделить три группы факторов, влияющих на экологическую безопасность АТС:

– конструктивные, закладываемые на стадии проектирования; – производственные, обусловленные уровнем технологических процессов изготовления;

– эксплуатационные, зависящие от уровня производственно-технической базы автотранспортных предприятий (АТП), кадрового обеспечения ремонтных и эксплуатационных служб, качества использования эксплуатационных материалов и др. Первые две группы факторов обеспечиваются производителями

автомобилей и в условиях эксплуатации должны поддерживаться на требуемом уровне соответствующими службами АТП.

Наиболее существенное отрицательное воздействие на окружающую среду, безусловно, оказывают эксплуатационные факторы. При этом следует отметить, что загрязнение окружающей среды происходит не только при движении автомобилей, но и при их заправке, обслуживании, ремонте, хранении и т.д., то есть производственной деятельности всего автотранспортного комплекса (АТК), удельный вес которого от общего загрязнения автотранспортными средствами в различных условиях эксплуатации колеблется в пределах 7 – 24 %.

Объекты инфраструктуры АТК включают в себя: автомобили, автотранспортные предприятия, места хранения индивидуальных автомобилей, места стоянки автомобилей, места торговли и разлива топлива и других эксплуатационных материалов, моечные пункты, предприятия торговли.

Анализ АТК, выполненный кафедрой «Автомобильный транспорт» ВлГУ, показывает, что в настоящее время в г. Владимире состоит на учете следующее количество транспортных средств (ТС) различных форм собственности (табл. 1).


© Баженов Ю.В., Овчинников В.П., 2001

81

Таблица 1 Транспортные средства, находящиеся на учете

Тип автомобилей Всего

Состоит на учете ТС, находящихся в собственности

физических лиц

юридических лиц Формы собственности

Государственная и муниципальная

Частная Прочая АО, МП, ЧП

Легковые 45964 41784 1856 247 2077 Грузовые 11025 2336 3929 245 4515 Автобусы 1731 406 682 74 569 Итого 58720 44526 6467 566 7161

Возрастная структура автомобилей характеризуется данными, указанными в табл. 2.

Таблица 2 Срок эксплуатации транспортных средств

Срок эксплуатации Грузовые, % Автобусы, включая маршрутные

таксомоторы, % До 2 лет От 2,1 до 5 лет От 5,1 до 8 лет От 8,1 до 10 лет От 10,1 до 13 лет Более 13 лет

3,3 11,4 29,5 22,2 18,4 15,2

6,7 14,7 29,3 21,8 14,9 12,8

Итого 100 % 100 %

Из этих данных видно, что только 20 % автомобилей эксплуатируется менее 5 лет. Обновление парка и его пополнение современными автомобилями за последние годы имеет устойчивую тенденцию к снижению, особенно автобусов и грузовых автомобилей.

Техническое состояние автомобилей характеризуется результатами государственного технического осмотра в ГИБДД. Из числа проверенных автомобилей исправными признано в среднем 81 – 84 % в зависимости от вида автомобилей (грузовые, легковые, автобусы).

К автотранспортным предприятиям относятся комплексные и эксплуатационные АТП. Комплексные АТП имеют собственную производственно-техническую базу (ПТБ) для ТО и ремонта, стоянку автомобилей (закрытую отапливаемую стоянку, открытую стоянку с подогревом или разогревом двигателя, открытую стоянку без подогрева). Эксплуатационные АТП выполняют перевозку грузов и пассажиров,

82

поэтому они либо не имеют вовсе, либо имеют частичную базу для ТО и ремонта автомобилей. Всего в городе Владимире насчитывается более 40 автотранспортных предприятий различной мощности и уровня ПТБ.

По данным Владимирского областного отделения Российской транспортной инспекции (ВООРТИ) перевозку грузов и пассажиров осуществляет следующее количество автомобилей (табл. 3).

Таблица 3 Автотранспортные средства по форме собственности

Тип автомобилей

Форма собственности

Государ-ственная

Муници-пальная Частная Смешанная

Обществен-ные

организации

Предпри-ниматели

Автобусы Легковые Грузовые

1408 350

4213

305 92

1592

911 614 9921

1324 323 9988

27 7

236

516 238

5491 Итого 5971 1989 11446 11635 270 6245

Выполненный анализ показывает, что ПТБ предприятий

автомобильного транспорта г. Владимира не позволяет на должном уровне проводить ТО и ремонт автомобилей. Недостаток технологического оборудования и его изношенное состояние, несоблюдение режимов и полноты выполнения технологических процессов приводят к низкому качеству работ по ТО и ремонту АТС. Это, в свою очередь, вызывает рост отходов потребления и производства, таких как отработанные масла, серная кислота, свинцовый лом аккумуляторных батарей, отработанные банки аккумуляторов, изношенные детали трансмиссии и тормозной системы, покрышки и др.

Для оценки прямого воздействия ПТБ на окружающую среду используются экологические паспорта предприятий, методики расчета валовых выбросов, а также данные о производственных отходах предприятий. Но в настоящее время на большинстве предприятий эта работа проводится явно недостаточно или не проводится вообще.

До 1991 г. основное количество автомобилей (до 65 %) состояло на балансе средних и крупных АТП различных отраслей и ведомств.

Крупные и средние АТП имели возможность обеспечить качественный контроль и все виды обслуживания и ремонта, контролировать и обеспечивать экологические показатели своих парков автомобилей.

В последние годы количество средних (50 – 100) и крупных (100 и более) АТП сократилось соответственно в 3 и 5 раз; 63 % грузовых

83

автомобилей находятся на балансе у юридических и физических лиц. На этих предприятиях изначально не может быть организовано качественное хранение, обслуживание и ремонт автомобилей, а также поддержание экологической безопасности самих автомобилей и ПТБ на требуемом уровне. Следует иметь в виду, кроме того, что последние 7 – 8 лет даже крупные АТП не имели возможности инвестировать средства в техническое перевооружение базы, приобретение современного оборудования. А сами крупные АТП (ПОГАТ, а/к 1156, ПАТП-1, ПАТП-2 и др.) существенно изменились: их средний размер сократился в 2 – 5 раз.

Кроме ПТБ автопредприятий были обследованы такие объекты АТК, как места хранения автомобилей, платные стоянки, гаражно-строительные кооперативы, пункты мойки автомобилей, сервисные центры и станции технического обслуживания, автозаправочные станции (их в городе свыше 30 с общим количеством заправок в сутки более 50000).

Объективно протекающие в настоящее время процессы старения и значительного роста парка АТС (в том числе за счет поступления на рынок подержанных автомобилей зарубежного производства), распада государственных АТП с их системой планово-предупредительного технического обслуживания и ремонта повышают важность рассмотрения проблемы обеспечения экологической безопасности в процессе эксплуатации АТС. Эти факторы, в частности, и обусловливают необходимость подробного изучения и анализа существующей нормативной, технологической и технической базы для внедрения инструментального контроля технического состояния АТС как одного из способов поддержания их экологической безопасности на требуемом уровне.

Рассмотренные выше вопросы позволяют наметить направления работ, проведение которых должно быть одним из этапов повышения экологической безопасности АТК в г. Владимире:

– оснащение городского автотранспорта нейтрализаторами ОГ; – более широкое использование дизельных двигателей и переоборудование автомобилей на газообразное топливо;

– совершенствование системы контроля качества топлива, масел, технических и специальных жидкостей;

– регламентация работ по очистке средств хранения, транспортирования и заправки ГСМ, а также загрязненных этими материалами территорий АЗС и АТП;

84

– создание в гаражно-строительных кооперативах постов по сбору отработавших масел и технических жидкостей, масляных фильтров, отработанных аккумуляторных батарей;

– реконструкция и строительство моечных постов с очистными сооружениями замкнутого цикла водоснабжения. Рассмотренные основные проблемы обеспечения экологической

безопасности автотранспортных средств характерны не только для г. Владимира, но и для других промышленных центров России. Получено: 19.03.01.

В.И. ТЕРЕНТЬЕВ (Владимиравтодор), С.А. ЩУКО (ВлГУ)

ДОРОЖНАЯ ЭКОЛОГИЯ ТРЕБУЕТ БОЛЬШОГО ВНИМАНИЯ

Строящийся обход г. Владимира имеет протяженность 58 км, категория автодороги определена как 1б согласно СНиП 2.05.02-85. В полосу отвода под проектируемую дорогу включены земли по 25 м в каждую сторону от кромки проезжей части.

Произведена оценка воздействия строящейся дороги на окружающую среду. При этом достаточно полно рассматриваются все транспортные воздействия:

– загрязнение атмосферного воздуха; – акустические загрязнения; – мероприятия по снижению выбросов от автотранспорта. Сказывается воздействие автодороги на геоморфологические и

гидрогеологические условия, на почвы, растительный и животный мир, социально-экономическую сферу.

В статье дается оценка современного состояния окружающей природной среды и прогнозируемые воздействия на ее компоненты: климат и атмосферу, геоморфологические и геолого-литологические условия, гидрогеологические условия, поверхностные воды, почвы, растительность, животный мир, население и населенные пункты, памятники архитектуры, истории и культуры.

Приведены рекомендации по введению экологического мониторинга в зоне влияния, автодороги, соотносимые с периодами строительства и эксплуатации.


© Терентьев В.И., Щуко С.А., 2001

85

Первая группа задач – по проведению экологического мониторинга в период строительства автодороги – сводится по существу к организации заказчиком (технической дирекцией строящегося объекта) постоянного экологического надзора за соблюдением подрядной строительной организацией требований природоохранного законодательства, а также природоохранных решений и мероприятий, предусмотренных проектом.

Задачи, решаемые группой экологического надзора, вытекают из наиболее распространенных нарушений, допускаемых на этом этапе. А вот экологический мониторинг в период эксплуатации дороги, как бы повисает в воздухе. При всем многообразии рекомендаций совершенно не решается вопрос об источнике финансирования, при этом рекомендуется привлекать подразделения Гидрометеослужбы за слежением метеорологической безопасности движения, для проверки загрязнения воздуха орган ГИБДД, областной комитет и Государственную инспекцию по охране природы.

Для отбора проб грунта рекомендуется привлечь инспекцию аналитического контроля (СИАК), Владимирское областное управление лесами и Облохотинспекцию.

Все эти рекомендации даются в экологическом проекте, разработанном экологическим центром МТЭА Лтд. Но, к сожалению, они не выполняются, так как действуют разрознено, не объединены единой целью соблюдения экологической безопасности. Получается, что дорожник строит дорогу, водитель ездит по ней, а эколог подсчитывает ущерб, чтобы он не превысил допустимую норму.

Общим недостатком является отсутствие комплексного, системного подхода к проблемам экологии. Не надо забывать, что один из основных законов экологии гласит: все связано со всем.

Источником транспортных загрязнений является автомобиль. В проекте приводится выражение "дорога загрязняет окружающую среду", что принципиально неверно. Дорога должна защищать окружающую среду от воздействий автотранспортных средств. Правда, количество транспортных выбросов (эмиссия) существенно зависит от условий движения. По данным СоюздорНИИ на счет транспортно-эксплуатационных характеристик дороги приходится до 35 % эмиссии.

В этом направлении скрыт, по нашему мнению, большой резерв экологической безопасности, так как влияние дороги как инженерного сооружения не учитывается. Не приводится оценка воздействия на среду обитания человека. И даже при обследовании состояния дорог с целью определения потребности в ремонтах экологические показатели, как правило, не фиксируются. Это можно отнести к низкому уровню решения

86

экологических проблем, отсутствию квалифицированных специалистов. Наступила пора перехода от формальных с шаблонным перечислением типовых действий к наработке конкретных мероприятий для улучшения экологии данной дороги.

Дорожная экология имеет некоторое отставание от стран Запада, что соответствует и уровню развития автомобилизации.

В ближайшее время по территории Российской Федерации пройдут участки трех трансевропейских коридоров (всего их 9, как определено на Критской конференции в 1994 г.).

На 261-й сессии Комитета заместителей в рамках Европейской конференции министров транспорта (Париж, 6 – 9 апреля 1999 г.) при обсуждении вопросов европейской интеграции в транспортной сфере Росавтодором внесено предложение о продлении общеевропейского автодорожного коридора № 2 "Берлин – Варшава – Минск – Москва" до Нижнего Новгорода и Екатеринбурга с учетом ранее высказанных предложений на заседании Руководящего комитета по развитию транспортного коридора № 2 (Берлин, ноябрь 1998 г.), следовательно, он пройдет по Владимирской области тоже.

Дорожная экология при этом приобретает особое значение. Нам надо накапливать собственный опыт создания экологической безопасности на наших технологиях.

Библиографический список 1. Немчинов М.В. и др. Экологические проблемы строительства и эксплуатации автомобильных дорог. Ч. 1. – М.; Иркутск, 1997.

2. Евгеньев И.Е., Б.Б. Каримов, Автомобильные дороги в окружающей среде. – М.: Трансдорнаука. 1997.


Т.А. ТРИФОНОВА (ВлГУ)

РЕГИОНАЛЬНЫЕ АСПЕКТЫ МЕДИЦИНСКОЙ ЭКОЛОГИИ

Здоровье и продолжительность жизни населения всегда являлись важнейшими показателями благополучия любого общества, государства. Уровень здоровья формируется под воздействием многочисленных факторов – внутренних и внешних, Последние, обычно, входят в понятие окружающей среды. По оценкам различных специалистов, в настоящее


© Трифонова Т.А., 2001

87

время роль факторов окружающей среды определяется как доминирующая в возникновении от 25 % до 50 % всех заболеваний. Прогнозируется, что при сохранении темпов и тенденций техногенного развития здоровье населения России более чем наполовину будет зависеть от качества окружающей среды. Именно такой ситуацией определяется в последнее время повышенный интерес к исследованиям в области медицинской экологии.

Медико-экологическая оценка рассматривается как научно-обоснованное определение роли и степени интенсивности воздействия того или иного фактора среды конкретной территории или их сочетания на уровень здоровья населения и характер распространения различных заболеваний.

Многие болезни человека имеют неинфекционную природу, например, эндемичные неинфекционные заболевания, обусловленные особенностями химического состава почвы, воды, воздуха данной местности. Существуют многообразные патологии человека, связанные с микроэлементами, что послужило основанием для выделения нового класса болезней – микроэлементозов, т.е. заболеваний и синдромов, в этиологии которых главную роль играет недостаток или избыток микроэлементов в организме или их дисбаланс

Так же как и в экологии любая экосистема может быть детерминирована в рамках определенного иерархического уровня, так и для человека или отдельного социума существует область толерантности к конкретной окружающей среде с зонами оптимума и стрессов. Характеристики компонентов окружающей среды могут быстро изменяться в географическом пространстве, поэтому проблемы региональной медицинской географии и экологии приобретают особую значимость.

Настоящая работа, в течение нескольких лет проводимая на кафедре экологии ВлГУ, посвящена исследованию влияния различных факторов (природно-климатических и техногенных) окружающей среды на состояние здоровья населения Владимирской области.

Природно-климатические особенности территории

Анализ показал, что территория Владимирской области неоднородна по климатическим условиям. Так, показатель теплообеспеченности различных районов (сумма положительных среднесуточных температур воздуха за период активной вегетации растений, т.е. за период со средней суточной температурой выше

88

10 °С) изменяется от 19 °С на северо-западе до 22 °С на крайнем юго-востоке области. Условный показатель увлажнения – гидротермический коэффициент – изменяется от 1,2 на юго-востоке до 1,4 на северо-западе.

Наименьшее количество осадков выпадает в Гороховецком (510 мм за год) и других пониженных районах, а наибольшее – в Петушинском районе (690 мм за год), а также в северо-западных и других повышенных районах области.

С запада на восток наблюдается уменьшение числа дней с относительной влажностью воздуха более 80 % и увеличение числа дней с относительной влажностью менее 30 %. Максимальная относительная влажность воздуха > 80 % характерна для Александровского и Юрьев-Польского районов (более 140 дней в году). Относительная влажность воздуха < 30 % в среднем за год по всей области наблюдается не более 11 дней.

Наибольшее количество пасмурных дней – в Александровском и Селивановском районах, наименьшее – в Вязниковском. Несколько пониженное атмосферное давление отмечается в Александровском и Юрьев-Польском районах (745 – 747мм рт. ст.) по сравнению с Муромским и Меленковским районами (более 750 мм рт ст).

Минимальная скорость ветра (2,1 – 2,3 м/с) и штиль чаще характерны для районов, где более 60 % площади покрыто лесами (Петушинский, Гусь-Хрустальный и Ковровский районы), максимальная скорость ветра с порывами отмечается в Юрьев-Польском районе.

Максимальное количество дней со снежным покровом в году – в Александровском и Юрьев-Польском районах, расположенных на возвышенных пологих отрогах Клинско-Дмитревской гряды. Минимальное количество дней в году со снежным покровом – в Суздальском районе, который находится на склонах южной экспозиции Клинско-Дмитревской гряды, в пределах ополья, где преобладают почвы с большим содержанием гумуса и низким альбедо, в результате чего снег там сходит быстрее.

На основании комплексного анализа указанных факторов была составлена карта климатической комфортности территории Владимирской области, на которой выделено 4 различных ранга (зоны).

Так, гипокомфортная зона, максимально неблагоприятная для здоровья населения, характеризуется максимальным количеством осадков, минимумом солнечных дней в году. К гипокомфортной зоне относятся два административных района – Александровский и Кольчугинский.

89

Для прикомфортной зоны 1 характерны частые перепады атмосферного давления, низкая среднегодовая температура (попадает шесть административных районов).

Прикомфортная зона 2 отличается повышенной влажностью воздуха и давлением, небольшой скоростью ветра (семь административных районов).

Комфортная зона – наиболее благоприятная в природно-климатическом аспекте для проживания населения; в ней расположен Муромский район.

В целом можно полагать, что территория Владимирской области является прикомфортной климатической зоной. Особенности структуры ландшафтов составляют основу медико-географических исследований. Геолого-геоморфологическое строение, химический состав почвенного покрова и подземных вод могут играть существенную роль в комплексной оценке качества окружающей среды. Поэтому наряду с выявлением климатических различий в районах области нами проведена оценка территорий по ряду природных условий. Так, рельеф ранжирован по показателям расчлененности, приподнятости, наличию или отсутствию рекреационных зон. Почвенный покров оценивался по содержанию биогенных элементов, уровню плодородия, степени эродированности и заболоченности. Природные воды питьевого назначения различались по степени минерализации, содержанию фтора, йода, кальция и др. Сопряженный анализ таких показателей с картой климатического районирования позволил ранжировать территорию области по природно-климатическим особенностям, выражающим показатель комфортности окружающей среды для здоровья проживающего там населения [2].

Степень комфортности может быть обусловлена различными факторами: так, например, гипокомфортность Меленковского района определяется неблагоприятными почвенными условиями и качеством питьевой воды, в то время как в Юрьев-Польском районе неблагоприятен рельеф местности, климатические особенности и др.

Исследование техногенной нагрузки

В районах области неравномерно размещено более тысячи промышленных предприятий и других индустриальных, транспортных, научно-испытательных объектов. Строго говоря, размещение предприятий не соответствует принципам функционального зонирования: большинство из них часто разнопрофильны, имеют плохо организованную инфраструктуру с нерациональным использованием площадей.

90

Расчеты показали, что техногенное потребление кислорода предприятиями области составляет около 12 млн т в год, что в 1,5 раза меньше продукции кислорода, продуцируемого всей растительностью области. Показатель отношения количества техногенного расхода кислорода к его природной продукции менее единицы, характерен для большинства районов области и только в Суздальском и Муромском районах, где сконцентрировано большое число предприятий, оно превышает единицу, то есть эти районы «дышат» за «чужой» счет. По-видимому, это отношение целесообразно использовать при оценке санитарного состояния воздуха в различных районах области.

С учетом таких показателей, как энергетическое потребление и биопродукция кислорода, сумма вредных выбросов в атмосферу и площади территории рассчитан индекс загрязнения воздушного бассейна. Наибольшие уровни загрязнения характерны для Суздальского, Муромского и Киржачского районов, где сосредоточены большие энергетические мощности.

Существенно загрязняет водоемы области сельское хозяйство – стоками животноводческих ферм и смывом минеральных удобрений. Все водохранилища области в значительной мере эвтрофицированы. Разбавление стоков в поверхностных водах почти повсеместно крайне недостаточно.

Сравнение районов, произведенное по индексу техногенной нагрузки на водные ресурсы, показало, что наиболее напряженная водоресурсная обстановка наблюдается в Суздальском районе – за счет больших потребностей г. Владимира.

Значительную роль в объеме техногенной нагрузки играют неутилизированные промышленные отходы. Сильное загрязнение окружающей природной среды оказывают отходы 1 – 4-го классов опасности, поставляемые предприятиями г. Владимира и Ковровского района. Следует отметить, что по количеству образования среди отходов 1-го класса опасности приоритетными являются отходы, содержащие ртуть (преимущественно отработанные люминесцентные лампы). Наблюдается тенденция увеличения количества свалок, в особенности несанкционированных.

На основе сопряженного анализа комплекса показателей, таких как: демографическая напряженность, плотность населения, урбанизирован-ность территори, промышленная и техногенная нагрузки на почвы и воды, загрязнение воздуха, образование и размещение отходов 1 – 4 классов

91

опасности, устойчивость экосистем – все районы Владимирской области ранжированы по 6 градациям.

Ранжирование районов по показателю техногенной нагрузки показало, что наиболее благоприятная ситуация складывается в Селивановском и Меленковском районах; напряженная – в Суздальском, Ковровском, Муромском районах. Установлено, что большая часть населения Владимирской области живет в районах с неблагоприятной экологической обстановкой.

Анализ медико-экологической ситуации

Особую сложность представляет решение проблемы установления причинно-следственных связей между повреждающими факторами окружающей среды и здоровьем человека, что во многом связано со сложностью и непредсказуемостью ответной реакции организма на различные воздействия внешней среды, интенсивностью повреждающих факторов, а также неспецифическим характером ответной реакции организма на действие огромного количества химических, физических и биологических воздействий.

С одной стороны, прямая корреляционная зависимость между количеством осадков и показателем заболеваемости населения бронхитом выявлена нами в Судогодском и Гусь-Хрустальном районах из-за максимальной переувлажненности почв, а также того, что в данных административных районах на 1 жителя приходится до 0,02 – 0,025 км2 леса. Это максимальный показатель по Владимирской области.

С другой стороны, корреляционный анализ установил, что в Вязниковском административном районе, характеризующемся минимальным количеством осадков, также наблюдаются максимальные показатели заболеваемости населения бронхитом. Можно предположить, что данная зависимость носит природный характер, так как антропогенное загрязнение воздуха и индекс промышленной нагрузки здесь невелик. Вязниковский район расположен на территории, где подстилающие породы и почвы характеризуются повышенным содержанием гипса, песчаным составом почв, что в совокупности с повышенной сухостью воздуха и ветреной погодой обусловливает присутствие в воздухе большого количества пыли, это, естественно, является раздражающим фактором для органов дыхания.

Расчет корреляционной зависимости между показателями сердечно-сосудистой заболеваемости (ССЗ) населения и гипертонией с перепадами атмосферного давления не выявил четких зависимостей. Однако необходимо отметить, что показатель заболеваемости населения

92

гипертонией (на 1000 чел.) за период 1986 – 1997 гг. максимален в районах, где большая доля сельского населения, например в Меленковском, Селивановском, Суздальском.

Выявлено, что в большинстве случаев загрязнению нефтепродуктами подвержены воды гжельско-ассельского комплекса. Загрязнения отмечаются либо вблизи торфоразработок, либо в значительно заболоченной местности, что указывает на незащищенность водозаборов [4] . Нефтепродукты относятся к числу наиболее опасных веществ, загрязняющих подземные воды: входящие в состав нефтепродуктов низкомолекулярные угловодороды оказывают токсическое и в некоторой степени наркотическое воздействие на организм, поражая сердечно-сосудистую и нервную системы.

В Ковровском районе выявлено загрязнение подземных вод шестивалентным хромом (3 – 4 ПДК), обладающим в повышенных количествах канцерогенными свойствами. Это загрязнение получило площадное развитие и поразило основной эксплуатируемый водоносный горизонт. Анализ заболеваемости жителей микрорайонов, получающих питьевую воду с наличием этого канцерогена, показывает, что увеличивается количество заболеваний тех органов и систем, на которые непосредственно оказывает влияние хром (рис.1).

Рис. 1. Заболеваемость жителей г. Коврова, потребляющих питьевую воду, содержащую соединения шестивалентного хрома

0

5

10

15

20

25

30

Заболеваем

ость

, чел.

/100

0 чел.

1984 г

1991 г

93

Установлено, что в области широко распространено загрязнение подземных вод соединениями азота (бассейн реки Ушна, в правобережной части бассейна р. Судогда, в районе г. Ковров). Известно, что при длительном употреблении питьевой воды и продуктов, содержащих значительные количества нитратов, резко возрастает концентрация метгемоглобина в крови, что особенно опасно для людей, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Загрязнение подземных вод фтором приурочено, как правило, к предприятиям стекольной промышленности или к крупным сельскохозяйственным комплексам. Повышенное содержание фтора (более 1,0 мг/л в) в питьевой воде отмечается в Александровском, Петушинском и Судогодском районах; в Киржачском, Кольчугинском и Камешковском районах содержание фтора в воде оптимально; в Собинском районе и в г. Радужном уровень фтора в питьевой воде превышает предельно-допустимую концентрацию в 1,5 – 2 раза. Остальные районы можно отнести к низкообеспеченным по данному микроэлементу.

Выявлено, что низкое содержание фтора в питьевой воде (менее 0,5 – 0,7 мг/л) является одной из причин высокой поражаемости населения кариесом (рис.2.). Возникновение и развитие у населения эндемического флюороза стало неоспоримым следствием повышенного содержания фтора в питьевой воде [1]. Присутствие фтора в концентрации более 1,5 – 2,5 мг/л вызывает появление флюороза даже у детей двух–четырехлетнего возраста.

Рис. 2. Зависимость стоматологической заболеваемости населения от содержания фтора в питьевой воде

05

1015202530354045

0,4 0,4 0,5 0,5 0,5 0,6 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,2 1,4 1,7 2,0

Содержание фтора, мг/л

Стоматологическая

заболеваемость

, %

94

Известно, что появление новообразований – онкологических заболеваний – в значительной степени определяется частотой и оптимальностью параметров окружающей среды. Нами установлено, что существует умеренная корреляционная связь (r = 0,7) между показателями индекса промышленной нагрузки в различных районах области и количеством новообразований у взрослого населения (с диагнозом, впервые установленным на 1000 человек).

Установлены взаимосвязи между гидрохимическими параметрами среды и определенными нозологиями у населения.

Низкое содержание кальция в питьевой воде (менее 10 мг/л) является одним из этиологических факторов возникновения сердечно-сосудистых заболеваний. В то же время содержание кальция в питьевой воде, превышающее 47 мг/л, способствует развитию гипертонии (рис. 3).

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

1.9

2.8

2.8

2.9

3.4

3.7

3.7

4.3

4.6

6.2

6.9

47.6

56.1

77.8

82.6

содержание кальция, мг/л

показатели

на

1000

чел

.

Сердечно-сосудистые заболеванияГипертония

Рис. 3. Зависимость между содержанием кальция в питьевой воде и сердечно-

сосудистыми заболеваниями и гипертонией

Обобщая проведенные исследования, можно сделать некоторые выводы.

По медико-экологическим показателям наиболее благоприятная обстановка отмечается в Александровском, Петушинском, Судогодском, Муромском районах, для которых характерна небольшая общая заболеваемость населения с доминированием кариеса, сердечно-сосудистой и мочекаменной болезнями. Самая неблагоприятная ситуация складывается в Гороховецком и Меленковском районах, где наблюдается максимальная общая заболеваемость населения с доминированием

95

сердечно-сосудистой и мочекаменной болезней, бронхиальной астмы, бронхита и эмфиземы легких. Отдельно обособляется Суздальский район, где максимальные медико-экологические показатели, обусловленные преимущественно техногенной нагрузкой. Хотя в целом данный район является сельскохозяйственным, однако ситуацию резко усугубляет город Владимир – крупнейший промышленный центр области, входящий территориально в Суздальский район [3].

Таким образом, медико-экологическая оценка территории позволяет выявлять районы, где природно-климатические факторы оказывают благотворное влияние на здоровье населения или наоборот неблагоприятны для проживания. В некоторых районах техногенные факторы ухудшают состояние окружающей среды. Выявлены территории, где техногенные и природно-климатические показатели оптимальны для проживания и здоровья населения.


1. Рыбина С.Н., Рахманина О.В., Трифонова Т.А. Гигиеническая оценка влияния химического состава воды на состояние здоровья населения // Физика и радиоэлектроника в медицине и биотехнологии.: Материалы III Междунар. науч.-техн. конф. – Владимир, 1998. – С. 309.

2. Трифонова Т.А. Комплексный системный анализ при оценке медико-экологической ситуации региона на основе ГИС-технологий. // Экология человека: от прошлого к будущему.: Материалы Всеросс. науч. конф. / Под ред. Б.Б. Прохорова, Л.С. Белоконь. – М.: Изд-во МНЭПУ, 2000, С. 100.

3. Трифонова Т.А., Рыбина С.Н. Влияние техногенной нагрузки на состояние здоровья населения Владимирской области. // Экология человека: от прошлого к будущему.: Материалы Всеросс. науч. конф. / Под ред. Б.Б. Прохорова, Л.С. Белоконь. – М.: Изд-во МНЭПУ, 2000, С.101.

4. Трифонова Т.А., Солдатенкова О.П. Экологическая оценка техногенного загрязнения подземных вод на территории Владимирской области. // Биометеорология человека: Тез. докл. Междунар. конгресса: М.: Гидрометеоиздат, 2000, С. 107 – 108.


96

А.М. КУРЗАНОВ, В.В. ВЕРТИЕВ, В.Н. БУРЕНКОВ (Центр госсанэпиднадзора, г. Владимир), Т.А. ТРИФОНОВА, Н.А. АНДРИАНОВ (ВлГУ)

МЕДИКО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ СОЦИАЛЬНО-ГИГИЕНИЧЕСКОГО

МОНИТОРИНГА В Г. ВЛАДИМИРЕ

Обеспечение устойчивого развития г. Владимира неразрывно связано с совершенствованием инвестиционно-экономической политики и решением социальных, медико-демографических и экологических задач.

Медико-демографическая ситуация. Анализ состояния здоровья населения города свидетельствует о его неблагополучии. Начиная с 1992г., впервые за весь послевоенный период население города стало сокращаться. Численность жителей к 1 января 2000 г. составила 357,5 тыс. человек и уменьшилась за последние восемь лет более чем на 18 тыс. человек, или на 5,2 % (даже с учетом интенсивных миграционных процессов). Сокращение стало результатом длительной динамики неблагополучных изменений в естественном воспроизводстве населения города. Естественная убыль как главный фактор демографического неблагополучия сложилась в городе с ноября 1991 г. За восемь лет (1992 – 1999 гг.) ежегодное число новорожденных в городе сократилось более чем на 20 %. Показатель жизненности населения (отношение числа родившихся к числу умерших) в 1999 г. составил 0,64, что является крайне низким и свидетельствует об отрицательном естественном приросте.

В результате численность населения моложе трудоспособного возраста сократилась на 11 тыс. человек, или на 16,8 %. Анализ повозрастной структуры населения города за последние годы показывает выраженную тенденцию к сокращению числа лиц молодого (0 – 14) и среднего (15 – 49 лет) возраста и увеличению числа пожилых людей, что характерно для городов со стареющим населением.

Увеличение естественных потерь населения во многом также связано со значительным ростом числа умерших (с 3446 чел. в 1991 г. до 4808 чел. в 1999 г. Растет смертность от болезней сердечно-сосудистой системы, онкозаболеваний, несчастных случаев, травм и отравлений (в том числе от отравлений алкоголем и его суррогатами, убийств и самоубийств). В структуре причин общей смертности населения преобладают болезни системы кровообращения (54,7 %), новообразования (17,0 %), травмы и отравления (10,1 %). Смертность от новообразований в


© Курзанов А.М., Вертиев В.В., Буренков В.Н. и др., 2001

97

1999 г. выросла в сравнении с 1998 г. (на 6,9 %). 42,6 % всех случаев смерти от новообразований в 1999 г. приходилось на онкозаболевания желудочно-кишечного тракта, 21,6 % – на онкопатологию органов дыхания.

Негативные изменения общего показателя смертности во многом обусловлены ростом ее среди населения трудоспособного возраста. При этом смертность мужчин в трудоспособном возрасте превышает смертность женщин в 4,5 раза.

Остается низким и такой интегральный показатель здоровья населения, как средняя продолжительность жизни, которая по нашим расчетам в 1999 г. составила 64,09 лет. Другой показатель – средний возраст умерших – в 1999 г. составил 65,5 лет (59,8 для мужчин и 71,3 для женщин). Разница в среднем возрасте умерших мужчин и женщин увеличилась и составляет 11,5 лет.

Показатель общей женской плодовитости (отношение числа родившихся к численности женщин в возрасте 15 – 49 лет) в 1999 году составил 29,3, только 28 % родов протекали нормально, 5 % детей родилось недоношенными с низкой массой тела. В большинстве случаев используются нецивилизованные методы регулирования рождаемости, а именно – аборты, ежегодное их число в городе составляет около 2 тыс.

Общая заболеваемость населения города в 1999 г. выросла на 5,8 % и составила 1830,5 чел. на 1 тыс. населения (против 1720,9 чел. в 1998 г.), что выше областного показателя (1553,3 чел.). В структуре заболеваемости у детей преобладают болезни органов дыхания (64,5 %), у взрослого населения – болезни органов дыхания, травмы и отравления, болезни нервной, мочеполовой и костно-мышечной системы, болезни кровообращения. Растет число больных с психическими расстройствами, алкогольными психозами.

Город относится к территориям с низким природным содержанием таких важных биогенных микроэлементов, как йод, фтор. Пораженность населения кариесом высокая. По результатам обследований организованных детских коллективов города (школ, детских дошкольных учреждений), проведенных стоматологической службой совместно с Центром госсанэпиднадзора, кафедрой экологии ВлГУ пораженность кариесом зубов достигает 78 – 95 %, а индекс КПУ – 8,5 – 8,7 (для сравнения в Дании индекс КПУ для детей этого возраста составляет 2, в Италии – 3). Неудовлетворительная ситуация в городе складывается и по другому биомикроэлементу – йоду. Отмечается рост болезней щитовидной железы у населения города и области.

98

Наблюдается рост инфекционной заболеваемости населения. Так, в 1999 г. по сравнению с 1998 г. заболеваемость некоторыми инфекциями выросла: вирусным гепатитом С в 4,8 раза, вирусным гепатитом В – в 1,8 раза, туберкулезом (бациллярные формы) – на 17,5 %, гонореей – на 3,5 % , растет смертность населения от туберкулеза. Выявлены случаи носительства и болезни, вызываемой вирусом иммунодефицита человека. Угрожающий размах приобрела наркомания, особенно среди молодежи. В этих условиях существует реальная опасность развития в городе эпидемии ВИЧ-инфекции.

Среди факторов, способствующих увеличению заболеваемости и смертности населения в РФ, выделяют такие, как социально-политическая и национальная напряженность в обществе и, как следствие, дестабилизация условий жизни больших масс населения, возрастание интенсивности миграции, социальное расслоение общества, дальнейшее постарение населения, неустойчивость семьи, увеличение стрессовых ситуаций, увеличение несбалансированности и ухудшение качества питания, загрязнение окружающей среды, увеличение интенсивности труда, появление безработицы, низкая доля национального дохода, выделяемая на образование, культуру и здравоохранение.

Состояние окружающей природной среды. Несмотря на значительное снижение объема промышленного производства в городе за годы реформ и соответственно сокращение отходов производства и вредных выбросов, существенного улучшения параметров окружающей среды (атмосферный воздух, почва, поверхностные водоемы) не отмечается. Поверхностные водоемы Клязьма и Нерль испытывают высокие антропогенные и техногенные нагрузки, служат водоприемниками большого количества сточных вод, содержащих в своем составе патогенные микроорганизмы, соли тяжелых металлов, пестициды и др. вещества, отрицательно влияющие на качество воды, санитарное состояние водоемов.

В р. Клязьме в створе наблюдения выше водозаборных сооружений г. Владимира содержание железа составляет 1,0 – 1,8 ПДК, нефтепродуктов – 1,4 – 5,0 ПДК, фенола – 0,5 – 0,8 ПДК, марганца – 1,0 – 1,7 ПДК, БГКП – до 1,8 допустимых значений, коли-индекса – до 8,5 допустимых значений, степень загрязнения оценивается как высокая.

В р. Нерль в створе наблюдения содержание железа составляет 1,8-3,5 ПДК, нефтепродуктов – 1,0 – 3,0 ПДК, азота аммиака – 0,5 – 1,3 ПДК, БГКП – 4,3 допустимых значений, коли-индекс – 1,5 – 10,5 допустимых значений.

99

В 1999 г. в реку Клязьму предприятиями города сброшено 70,1 млн м3 сточных вод, содержащих 50,7 тыс. т загрязняющих веществ; в р. Рпень сброшено 0,217 млн. м3 сточных вод и 0,104 тыс. т загрязняющих веществ; в р. Содышка сброшено 1,326 тыс. т загрязняющих веществ.

С производственными сточными водами в поверхностные водоемы поступают соединения хрома, никеля, цинка, меди, свинца, кадмия, циана, алюминия, веществ азотной группы, хлорорганические соединения, ароматические углеводороды, пестициды, нефтепродукты, оказывающие негативное влияние на здоровье населения и вызывающие отдаленные последствия.

Из-за отсутствия организованного места складирования и захо-ронения (полигона промышленных отходов), а также производств по переработке и утилизации промышленных отходов основная их доля остается на территории промышленных предприятий, более 100 тыс. т, из них 15 – 20 т 1-го класса опасности.

В атмосферный воздух г. Владимира от стационарных и передвижных источников поступает более 100 наименований вредных веществ, включая вещества 1-го и 2-го классов опасности. За 1998 г. суммарный выброс загрязняющих веществ в атмосферу города составил 49,88 тыс. т, в том числе от автотранспорта – 30,2 тыс. т или 60 %, от промышленности – 19,68 тыс. т, или 40 %. В 2000 г. доля автотранспорта в загрязнении атмосферного воздуха по предварительным расчетам возросла до 75 %.

Увеличение транспортных средств на улицах города ведет к повышению уровня шума, который на основных магистралях достигает величины 68 – 78 дБ, при санитарной норме допустимого шума 60 дБ.

Развитие телерадиовещания, системы сотовой телефонной и пейджинговой связи приводит к возрастанию уровня электромагнитного излучения.

Вместе с тем в настоящее время в городе отсутствует единая система наблюдения за состоянием здоровья населения и окружающей среды. Представляемые различными службами и ведомствами данные о параметрах неблагоприятных факторов окружающей среды, заболеваемости и смертности населения носят фрагментарный и зачастую противоречивый характер, что не позволяет получить объективную картину истинного положения дел, выделить приоритетные направления и соответственно принять адекватные, минимально затратные управленческие решения. Существуют реальные трудности в получении от отдельных ведомств и организаций достоверных данных,

100

характеризующих состояние здоровья населения и среды обитания, необходимых для проведения комплексного анализа с привлечением научного потенциала города, информирования широких слоев общественности.

Таким образом, в городе Владимире существуют объективные предпосылки для организации на качественно новом уровне систем социально-гигиенического мониторинга и мониторинга окружающей природной среды, обеспечивающем повышение их действенности при решении задач в области охраны здоровья населения от воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды.

В настоящее время Центром госсанэпиднадзора в г. Владимире и ВлГУ подготовлен и внесен для утверждения Проект постановления главы администрации г. Владимира “Об утверждении мероприятий по совершенствованию систем социально-гигиенического мониторинга и мониторинга окружающей природной среды, формированию информационного фонда СГМ на территории г. Владимира”.

В данном документе подчеркивается, что состояние здоровья населения является одним из основных критериев благополучия любой общественной системы, организация систем социально-гигиенического мониторинга и мониторинга окружающей природной среды является важнейшим звеном государственного управления. Оценка здоровья населения (во взаимосвязи с экологическими, социально-экономическими и иными факторами, на него влияющими) на основе новых информационных технологий составляет основное содержание и назначение создаваемых систем мониторинга.

Основной целью настоящих Мероприятий является повышение эффективности деятельности систем социально-гигиенического мониторинга и мониторинга окружающей природной среды при решении задач в области охраны здоровья населения от воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды, их устранению (или уменьшению).

В ходе реализации Мероприятий предполагается решение следующих задач:

1. Организация взаимодействия и обмена информацией между различными органами, учреждениями и организациями, входящими в системы социально-гигиенического мониторинга и мониторинга окружающей природной среды.

2. Формирование городского информационного фонда социально-гигиенического мониторинга (ГИФ);

101

3. Подготовка ежегодных аналитических материалов в виде докладов, справок, обзоров, рекомендаций, медико-экологических атласов, карт и др. для администрации города с целью принятия управленческих решений, направленных на снижение или уменьшение вредного влияния факторов окружающей среды, анализ их эффективности (действенности).

4. Информирование широких кругов общественности о состоянии здоровья различных групп населения города, влиянии неблагоприятных факторов окружающей среды на их здоровье.

Реализация данного проекта позволит на качественно новом уровне проводить оценку состояния здоровья населения города Владимира, а также осуществлять более целенаправленную экономическую политику в области охраны окружающей природной среды в условиях недостаточного бюджетного финансирования. Получено: 02.04.01.

А.В. ИГНАТИЧЕВ (ВлГУ), В.Н. БУРЕНКОВ, В.В. ВЕРТИЕВ (Центр госсанэпиднадзора, г. Владимир)

ЯЗЫКОВЫЕ СРЕДСТВА ОТБОРА ДАННЫХ И ФОРМИРОВАНИЯ ОТЧЕТОВ В ПОДСИСТЕМЕ ВЕДЕНИЯ РЕГИСТРОВ

ИНФЕКЦИОННОЙ ЗАБОЛЕВАЕМОСТИ

Для решения задач эпидемиологического мониторинга за инфекционными болезнями необходимо создание автоматизированной информационно-аналитической системы с экспертными функциями. Эксплуатируемая в ряде центров госсанэпиднадзора система «Автоматизированное рабочее место эпидемиолога» обеспечивает учет и анализ регистрируемых на территориях случаев инфекционных заболеваний в объеме экстренного извещения (учетная форма №58). Однако содержащейся в экстренном извещении информации недостаточно для проведения эпидемиологического анализа и постановки эпидемиологического диагноза на популяционном уровне. Решению задач эпидемиологического мониторинга в значительной мере может способствовать ведение регистров инфекционных заболеваний, содержащих всю необходимую для проведения эпидемиологического анализа информацию о зарегистрированных случаях по отдельным нозологическим формам. Ведение баз данных (БД) регистров,


© Игнатичев А.В., Буренков В.Н., Вертиев В.В., 2001

102

расширенных по характерным для каждой нозоформы полям, может производиться с помощью существующих систем управления базами данных (СУБД), но имеется ряд задач, решение которых требует дополнительных средств. Например, при территориальных исследованиях заболеваемости требуется одновременно с получением данных из БД преобразовывать совокупность значений полей (улица, номер дома) в географические координаты. Другая проблема состоит в необходимости формирования различных отчетов, в том числе официальных отчетных форм, которые могут изменяться. Важным моментом является реализация средств достаточно простых для использования их персоналом центров госсанэпиднадзора, но в то же время полностью обеспечивающих решение данных задач. Кроме того, для анализа и прогноза обстановки необходимо обращение к дополнительной информации, характеризующей иммунный статус различных групп населения, уровень носительства и циркуляции патогенных микроорганизмов в объектах окружающей среды и др., представленной, как правило, в виде табличных данных. В разработанной подсистеме ведения регистров инфекционной заболеваемости указанные проблемы решаются с помощью встроенных средств отбора данных, формирования отчетов и их последующего анализа.

В качестве механизма отбора записей в подсистеме реализовано два вида запросов: расширенные и упрощенные. Расширенный запрос записывается с помощью конструкций внутреннего языка запросов, синтаксис которого приближен к синтаксису языка SQL, представленного в Borland Database Engine (BDE). Внесенные в синтаксис языка изменения нацелены как на поднятие производительности отбора записей, так и на обеспечение возможности изменения структуры таблиц. Для этого в язык введены конструкции создания новых полей и определения порядка следования как существующих, так и новых полей, формируемых в результате запроса.

Упрощенный запрос строится визуально с помощью конструктора запросов, что позволяет оператору работать с подсистемой, не углубляясь в изучение нового языка. Перед обработкой упрощенный запрос преобразуется в последовательность конструкций языка расширенных запросов.

Любой упрощенный запрос состоит из набора термов (условий), связанных между собой посредством логической операции «И». Каждый терм содержит ограничения на значение одного поля записи, задаваемые в виде минимально и максимально допустимых значений или набора допустимых значений. Для любого терма может быть задействована

103

инверсия. Такой подход обеспечивает решение несложных задач визуальными средствами, но для задач повышенной сложности необходимо использование механизма расширенных запросов.

При составлении любого отчета одновременно решаются две задачи: проведение некоторых вычислений над содержимым записей БД и представление результатов в форматированном виде. Поэтому авторами был разработан специализированный язык описания отчетов. Этот язык основывается на двух формальных грамматиках. Описательная часть устанавливает расположение вводимой в отчет информации и настройки печати. Алгоритмическая часть реализует вычисления на основе информации из БД и вывод полученных значений в позиции, определяемые описательной частью.

Синтаксис языка состоит из тэговых конструкций, аналогичных применяемым в языке HTML. Тэговое представление позволяет сделать наглядным формат отчета при его разработке. Предусмотрены три схемы формирования разделов отчетов: табличная, ленточная и по справочнику.

Табличная схема предназначена для построения выходных форм с жестко заданной структурой столбцов и строк. Ленточная схема описывает таблицу с предопределенной структурой столбцов и числом строк, определяемым в процессе обработки. Например, строки таблицы могут соответствовать записям БД. Схема отчета по справочнику обеспечивает формирование таблицы, строки которой соответствуют записям выбранного справочника.

Для описания алгоритмической части формата отчета реализована поддержка внутреннего языка программирования, ориентированного на стандарт языка Pascal. Выбор языка Pascal в качестве прообраза внутреннего языка обусловлен наличием в нем необходимых стандартных функций, четкой записи синтаксических конструкций, легкой расширяемости. В целях поднятия производительности обработки отчетов используется предварительная трансляция текста программы в коды виртуальной машины.

С помощью построения специальных форматов отчета осуществляется предварительная обработка первичных данных. Выходные файлы подсистемы используются в качестве входных для разнообразных экспертных систем, пакетов анализа данных, систем построения графиков и диаграмм. Отчетные формы, используемые центрами госсанэпиднадзора для представления информации на вышестоящий уровень, после формирования могут быть доработаны с помощью текстового редактора.

104

В настоящее время разработана версия подсистемы для ОС MS-DOS, которая проходит апробирование в ЦГСЭН г. Владимира. По его завершению планируется создание новой версии подсистемы для ОС Windows 9x/NT. Получено: 04.04.01.

Л.В. СТАШЕВСКАЯ, Т.А. ТРИФОНОВА (ВлГУ), А.В. ФЕДОРОВ (ОАО «Кольчугцветмет») РАДИАЦИОННО-ЗАЩИТНЫЕ СВОЙСТВА ФИЛЬТРУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ

Утилизация накопившихся в промышленности радиоактивных

отходов (РАО) представляет в настоящее время весьма актуальную проблему. Хотя история использования атомной энергии насчитывает полвека, за это время не найдено безопасной системы захоронения высокоактивных отходов атомной и оборонной промышленности.

Одним из путей решения этой непростой задачи является захоронение радиоактивных отходов в верхних горизонтах литосферы, хотя существует точка зрения на то, что в пределах земной коры принципиально не могут быть найдены геологические условия, обеспечивающие надежную изоляцию от радиации, поскольку абсолютно изолированных систем в природе не существует. Следовательно, какие бы ни создавались геохимические, физико-химические, геоструктурные барьеры (обусловленные, например, непроницаемостью пород, льда, повышенной сорбционной емкостью и т.п.) идеальной и долговременной изоляции радиоактивных отходов от попадания в экологические цепи достичь невозможно.

Однако вопрос об экологической целесообразности и последствиях захоронения радиоактивных отходов в геологической среде считается практически решенным и в настоящий момент времени не дискутируется. Работы по захоронению РАО в недрах Земли ведутся во многих зарубежных странах (США, Канаде, Франции, Китае, России и др.).

Сбор и сортировка РАО, их временное хранение, перевод в режим длительного хранения и захоронения, ремонт и реконструкция могильников, ликвидация возможных утечек радионуклеидов и последствий аварий требуют огромных финансовых затрат. Стратегия при обращении с РАО должна быть направлена на предельное сокращение объема отходов, направляемых на захоронение, путем применения


© Сташевская Л.В., Трифонова Т.А., Федоров А.В., 2001

105

различных методов их обработки, заключающихся в снижении количества и токсичности отходов. Необходим поиск технических решений для сокращения числа и типов защитных контейнеров, в которых транспортируются РАО.

Известно, что в зависимости от вида излучений перевозимые радиоактивные вещества делятся на 3 группы:

1 – вещества, испускающие γ-излучение в сочетании с α- или β-излучением.

2 – источники нейтронных излучений, которые могут быть одновременно γ, α- или β-излучателями.

3 – вещества, испускающие только α- или β- частицы. В соответствии с этим выделяют 3 вида упаковочных материалов:

1-й вид – для перевозки источников γ-излучения, содержащие противорадиационные устройства, защитный контейнер и вкладыш из свинца, чугуна, стали и др. тяжелых металлов.

2-й вид – для защиты от нейтронных излучений, где применяется парафин, либо другие водосодержащие вещества с добавлением бора или кадмия.

3-й вид – легкие материалы (алюминий, различные пластмассы, небольшие вкладыши из свинца). Настоящая работа посвящена исследованию радиационно-защитных

свойств фильтрующих материалов на основе стекловолокна по отдельным видам ионизирующих излучений с целью изготовления первичных емкостей для радиоактивных отходов, содержащих α- и β-активные нуклиды. По результатам испытаний выработано заключение о защитных свойствах фильтрующих материалов и предложения по практическому применению испытанных фильтрующих материалов.

На испытание было представлено 5 образцов фильтровальных тканей:

– ткань стеклянная ТСК-100; – ткань базальтовая с графитовой пропиткой; – стекловолокно с фторопластовой пропиткой; – стеклоткань на графитовой основе; – ткань базальтовая с фторопластовой пропиткой. Были исследованы защитные свойства этих фильтрующих тканей по

α- и β-излучениям. Исследование защитных свойств по γ-излучениям не проводилось, так как практически лишено смысла.

Предполагается возможность использования стекловолоконных тканей при изготовлении емкостей для транспортирования твердых и

106

сыпучих радиоактивных отходов 3-й группы опасности для обеспечения надежной герметизации и снижения затрат на упаковочные комплекты.

Следует отметить, что радиационно-защитные характеристики стекла и стеклянных волокон известны достаточно давно. Расширение научных исследований в области ядерной физики обусловили создание стекол и стеклянных волокон, стойких к воздействию ионизирующих излучений. Способность стекла поглощать γ-лучи резко возрастает с увеличением его плотности. Для этих целей могут быть использованы свинец-, висмут-, кадмий-, барийсодержащие стекла, свинцовое стекло с плотностью 4000 – 4800 кг/м3. Из стеклянных волокон, стойких к излучениям, изготавливают ткани и защитные экраны, имеющие большую прочность, чем остальные ткани.

Однако с увеличением температуры до 500°С стекла теряют свои характеристики на прочность, подвергаясь микрорасслаиванию и трещинообразованию. Поэтому в последнее время реальную перспективу получает возможность использования базальтных материалов. Их преимущество состоит в том, что они не накапливают радиацию, имеют широкий температурный диапазон использования от –269 до +700°С, химически стойки по отношению к агрессивным средам, пароустойчивы.

Исследования проводились в нормальных условиях. Радиоактивные отходы моделировались с помощью плоских образцовых источников α-, β- излучения с площадью активной поверхности 10 см2. В качестве источников ионизирующего излучения использовались:

– в α-источниках: Pu-239 с энергией частиц 5 МэВ, – в β-источниках: Sr-90 и Y-90 с максимальной энергией частиц 2,27 МэВ. Энергии этих радионуклидов примерно соответствуют

максимальным энергиям α- и β-частиц, которые могут иметь место в случае радиоактивных отходов.

Определение защитных свойств каждого образца ткани осуществилось через определение величины коэффициента ослабления α- и β- источника:

,j/

j/iKi

iocл ϕ

ϕ=⋅

где, Kосл i/j - коэффициент ослабления α- или β-излучения j-м образцом ткани i-го источника излучения,

ϕi - плотность потока α- или β-частиц от i-го образцового источника,

107

ϕi /j - плотность потока α- или β-частиц от i-го образцового источника, закрытого j-м образцом ткани.

Среднее значение коэффициента ослабления рассчитывалось по формуле:

n

8n

1ij/iK

jocлK∑=

=⋅

=⋅ , i = 1÷8 j = 1 ÷ 5

где n – число измерений. Все исследования повторялись для двух, трех и четырех слоев

испытуемых тканей. Результаты измерений представлены в таблице.

Величина коэффициентов ослабления α- и β-излучения образцами фильтрующих материалов

Образец ткани Количество слоев ткани Kосл α-излуч.

Kосл β-излуч.

Стеклоткань ТСК-100 1 2 3 4

797 ∼ 989 995

-

1,57 2,15 2,73 3,43

Базальт с графитовой пропиткой

1 2 3 4

476 1000

- -

1,48 1,94 2,43 2,83

Стекловолокно с фторопластовой пропиткой

1 2 3 4

907 - - -

1,66 2,28 2,97 3,83

Стеклоткань на графитовой основе

1 2 3 4

1097 - - -

1,6 2,35 2,83 3,57

Базальт с фторопластовой пропиткой

1 2 3 4

324 650 1200

-

1,52 2,04 2,6

3,16

Полученные результаты позволяют сделать некоторые выводы о защитных свойствах фильтрующих тканей:

108

Все испытуемые образцы тканей могут быть использованы для изготовления упаковочного материала при перевозке и временном хранении твердых, сыпучих радиоактивных отходов.

Для обеспечения максимальной защиты от α- и β-излучения рекомендуется использовать стеклоткань на графитовой основе с тройным слоем при изготовлении упаковочного материала. Дальнейшее увеличение слоев в принципе положительным образом отразится на защитных свойствах всех тканей, однако при этом может затруднить или сделать практически невозможным изготовление из таких многослойных материалов первичных емкостей для радиоактивных отходов.

Для предотвращения попадания влаги в упаковки и при транспортировке влажных радиоактивных отходов целесообразно внутренний слой упаковок изготавливать из влагонепроницаемых материалов типа полиэтилена.

Транспортировать и хранить радиоактивные отходы в упаковках, изготовленных из рекомендуемых материалов, без дополнительных средств защиты можно только после радиометрического контроля α- и β-излучений на внешней стороне упаковок, уровень которых не должен превышать норм, предусмотренных в НРБ-99 и ОСПОРБ-99, или после комплексного расчета уровней облучения в контролируемых точках помещений или транспортных средств. Получено: 07.05.01.

Н.А. МОЧАЛОВ, А.Е ШИМАНОВ., А.В. ФЕДОРОВ (ОАО «Кольчугцветмет»)

ЭКОЛОГИЯ ЗАВОДУ НЕ ПОМЕХА

Не столь далеко ушедший в прошлое XX век по праву можно

назвать переломным в истории человеческой цивилизации. Открытие фундаментальных законов природы подстегнуло и без того бурное развитие новых технологий, позволивших человеку выйти в космос, с комфортом обустроить свой быт, резко расширить границы информационного поля, применяя новые средства коммуникации и связи, ускоряя решение сложнейших задач при помощи компьютера. В процесс производства оказались вовлечены фактически все материальные и энергетические ресурсы планеты, что не могло не привести к изменению естественных природных условий.


© Мочалов Н.А., Шиманов А.Е., Федоров А.В., 2001

109

Крупные промышленные предприятия стали мощнейшим фактором воздействия на окружающую среду. Вот почему ОАО “Кольчугцветмет” один из крупнейших заводов страны по обработке цветных металлов, производству металлопроката различных марок, а также ряда другой продукции – открыл в Центральном регионе России многопрофильный экологический центр, взяв на себя заботу об охране окружающей среды.

Решением правления ОАО “Кольчугцветмет” под руководством генерального директора Н. А. Мочалова в него объединены все подразделения, в той или иной степени связанные с экологией, охраной окружающей среды, радиационной безопасностью.

Центр экологии осуществляет организацию работ по обеспечению экологической и радиационной безопасности на предприятии, проводит работы по лицензированию природоохранной деятельности, участвует в разработке мероприятий, направленных на совершенствование работы природоохранных объектов, внедрение новых установок, уменьшение негативного влияния на окружающую среду.

Центр взаимодействует с институтами и центрами, занимающимися проблемами экологии, Комитетом природных ресурсов, Управлением природопользованием Владимирской обл., ЦГСЭН, Главным управлением ГО и ЧС города и области, МОС НПО “Радон”, Госатомнадзора РФ, работает в тесной связи с предприятиями-разработчиками, изготовителями и фирмами, продающими оборудование экоаналитического и радиационного контроля.

Служба радиационной безопасности центра экологии оснащена современной радиометрической и дозиметрической аппаратурой, позволяющей производить комплекс работ по обеспечению радиационного контроля и радиационной безопасности, проведению санитарно-гигиенической паспортизации предприятия.

Служба эколого-аналитического контроля (ЭАК) занимается проведением химического анализа сточных вод завода, водоемов, артезианской воды, выбросов, воздуха рабочей зоны и атмосферного. В лаборатории имеются современные приборы, такие как атомно-абсорбционный спектрофотометр, анализатор жидкости “Флюорат-02”, “Палладий-3” и “Анкат-76-45” для измерения концентрации газов, приборы по контролю электромагнитного излучения, что необходимо при аттестации рабочих мест.

Учебный отдел получил лицензию на образовательную деятельность и регулярно проводит учебные семинары по экологической тематике и

110

радиационной безопасности, привлекая специалистов и ученых Центрального региона РФ.

С 1999 г. в Центре развернута программа разработок и исследований фильтрующих тканей ОАО “Судогодское стекловолокно”. На ОАО “Кольчугцветмет” проводилась отработка технологии очистки токсичных газов с использованием базальтовых тканей, подбор и исследование материалов, используемых в качестве фильтров при газоочистке в плавильном производстве. Международной академией наук экологии, безопасности человека и природы (МАНЭБ) совместно с центром экологии были проведены испытания рукавных фильтров, выпускаемых ОАО “Судогодское стекловолокно”. Эффективность работы газопыле-улавливающей установки с использованием фильтрующих тканей составила 85,5 %, выявлена их повышенная устойчивость к высокотемпературному режиму работы. Проверены защитные свойства материалов на воздействие ионизирующего излучения. Таким образом, стеклоткань на графитовой основе с тройным слоем рекомендована для изготовления упаковки с целью транспортировки и хранения радиоактивных отходов.

В 1999 г. на базе Центра экологии ОАО “Кольчугцветмет” зарегистрирован филиал МАНЭБ, ставивший своей целью проведение исследований, использование достижений научно-технического прогресса для защиты жизни и здоровья людей, оздоровление производственной и окружающей среды.

Сразу же началась работа по созданию опытного образца двухступенчатой установки по очистке выбросов, поступающих от плавильных печей. Совместно с научно-исследовательскими и проектирующими организациями Санкт-Петербурга, специалисты Центра испытали установку, в которой газоочистка проходила в два этапа. Сначала отработанная газовоздушная смесь поступала в блок базальтового фильтра (ББФ), конструктивно оформленного в виде кассеты с фильтрующим элементом (базальтовая ткань типа ТСФТ-СГФ). Затем она направлялась в разрядный блок (РБ) для формирования низкотемпературной плазмы.

Низкотемпературная плазма барьерного разряда звуковой частоты является неравновесной плазмохимической системой, в которой наличие “активных центров” стимулирует химические процессы, невозможные при обычных условиях. Именно в такой среде происходит расщепление сложных токсичных веществ на простые и безвредные составляющие (кислород, углерод и т.д.). Низкая же поступательная температура газа

111

позволяет тормозить обратные реакции и создает устойчивость веществ, образованных в плазме.

Анализ результатов выполненных экспериментов показывает, что эффективность обезвреживания газовоздушного потока от аэрозолей металлов в среде низкотемпературной плазмы очень высока и резко повышается при дополнительном использовании фильтровальной ткани, что открывает реальную возможность разработки опытно-промышленной установки на основе комплексного использования вышеназванных способов газоочистки.

Центр экологии под патронажем МАНЭБ занимается также поиском нетрадиционных комбинаций методов очистки производственных сточных вод, позволяющих повысить эффективность образующихся при электролизе гидроксидов, снизить степень пассивации поверхности электродов и тем самым обеспечить постоянство качества обезвреживания воды при значительных колебаниях исходной концентрации ионов тяжелых металлов.

Лабораторные эксперименты позволили найти наиболее эффективно действующую комбинацию двух способов обезвреживания сточных вод. Условно этот метод назван “комплексом известных способов” (КИС). Полученные параметры КИС проверены на промышленных стоках участка травления промывной ванны цеха №2 ОАО “Кольчугцветмет”. Анализ экспериментальных данных подтвердил, что метод КИС может быть рекомендован для разработки опытно-промышленного образца.

Необходимость расширения научно-практической деятельности привела в 2000 г. к реорганизации Кольчугинского филиала в отделение МАНЭБ по Центральному региону России.

Развитие работ отделения предусматривается по следующим секциям:

– горно-металлургическая, – инженерная экология, – окружающая среда и здоровье, – образование и культура, – охрана труда и безопасность жизни, – радиационная безопасность, – экономика и право. В Кольчугинском отделении состоят два действительных члена и

девять членов-корреспондентов МАНЭБ.

112

Международная Академия науки, экологии, безопасности человека и природы (МАНЭБ), созданная 26 декабря 1995 г., стала одной из первых в мире негосударственных академий наук.

МАНЭБ сегодня – это крупнейший научно-исследовательский центр по экологически чистым технологическим разработкам в области использования природных ресурсов планеты, основанным на принципах разумной достаточности и широкого взаимодействия социально-экономической деятельности человека и среды обитания.

В состав академии входят более 1,5 тыс. действительных членов и членов-корреспондентов. В этом своеобразном независимом государстве получили “гражданство” деятели политики, науки и культуры с мировой известностью, среди которых Н.П. Бехтерева, Л.А. Вербицкая, В.А. Гергиев, М.Б. Пиотровский, М.Л. Ростропович, С.К. Шойгу и президент В.В. Путин.

Созданное в г. Кольчугино отделение МАНЭБ быстро набирает авторитет среди ученых, инженеров, руководителей производств и природоохранных органов. Большой интерес к его деятельности проявляют специалисты Ивановской, Рязанской, Нижегородской, Калужской, Ярославской и Московской областей. Ведь на новом витке развития цивилизации так важно использовать богатый опыт реализации, новых технических решений и экологически-чистых технологий, накопленный как в регионах России, так и мире.

Стремясь выйти на Европейский рынок и укрепить там свои позиции руководство ОАО «Кольчугцветмет» приняло решение о новой политике в области качества, в которой записано: «Мы заботимся об окружающей среде и здоровье наших сотрудников и жителей города».

Именно поэтому, готовясь к получению Международного сертификата качества и организовывая производство в соответствии с Международными стандартами качества ИСО 9000, завод обращает особое внимание на экологию. За достижение в этой области в сентябре 2000 г. Николаю Алексеевичу Мочалову вручен орден «Рыцарь науки».

Своеобразный итог более чем вековой деятельности предприятия был подведен в беседе генерального директора ОАО «Кольчугцветмет» Н.А. Мочалова с Президентом Российской Федерации В.В. Путиным во время его однодневного делового визита во Владимир за три дня до наступления нового тысячелетия.

Выяснилось, что Владимир Владимирович хорошо знаком с некоторыми проблемами Кольчугинского завода и многое знает из письменного обращения к нему заводчан. Наибольший интерес

113

Президента вызвали вопросы выполнения заводом индийского тендера (большого объема поставок нашей продукции в Индию), так как это часть политики государства, а также валютные контракты Монетного двора с предприятием.

Кольчугинский завод выпускает более 30 % общего объема проката цветных металлов в России. По разнообразию видов и номенклатуре готовой продукции Кольчугинский завод является единственным универсальным в СНГ производителем проката. На заводе сосредоточены все виды обработки металлов давлением, что делает производство гибким и устойчивым в рыночных условиях. В настоящее время на заводе основано производство более 20 тыс. типоразмеров изделий в виде труб, лент и полос из 72 марок сплавов. Завод экспортирует свою продукцию в Германию, Италию, Швецию и США.

Продукция ОАО «Кольчугцветмет» завода с успехом используется там, где ввиду требований современных технологий уже невозможно или неэкономично применять чугун, сталь или стальной прокат.

Латунные трубы марок Л68, ЛК-75-05, ЛАМш 77-2-0,5 применяются для ремонта и изготовления бойлерных установок и других теплообменных аппаратов. Медные ленты и листы толщиной 0,5 – 0,8 мм сегодня широко используются как кровельный материал. Незаменимый материал для изготовления соединительных деталей – латунные прутки. В последнее время для водопроводных сетей и сплит-систем все чаще стали

114

применять медные трубы. Ленты и полосы из мельхиора и нейзильбера широко используются для граверных работ и чеканки. Возможны и другие направления в применении продукции Кольчугинского завода в строительстве и ремонте.

Повышая эффективность производства и внедряя новые технологии, завод уделяет большое внимание решению проблем рационального использования природных ресурсов и вторичного сырья и в целом охране окружающей среды. Получено: 19.02.01. В.М. ВИЛЬДЯЕВ, О.С. ЛЮБИМОВА (ВлГУ)

ПРОБЛЕМЫ МОНИТОРИНГА ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ В РОССИИ

Существующая система мониторинга поверхностных водных

ресурсов была сформирована в 80-х годах и за последние 10 лет претерпела существенные изменения в результате значительного сокращения наблюдательных станций и постов. Обусловлено это экономическими трудностями, которые испытывала Россия в последнее десятилетие.

Эффективность мониторинга окружающей среды в значительной степени зависит от системы управления природными ресурсами, которая должна учитывать особенности управляемого объекта. Управление водными ресурсами принципиально отличается от управления другими природными ресурсами, так как в отличие от минеральных и лесных ресурсов вода находится в постоянном движении и образует гидравлически связанную целостную систему в пределах водосборной территории речного бассейна. Поэтому разработка системы мониторинга водных объектов должна осуществляться с позиций бассейнового подхода, в основе которого лежит принцип управления водными ресурсами в рамках гидрографических бассейнов. Этот принцип закреплён рядом статьей Водного кодекса РФ, принятого Государственной Думой в 1995 г., но не реализован до настоящего времени. Существующий в России административно–территориальный принцип управления водными ресурсами основан на управлении не целостной природной системой, а её произвольно выбранными фрагментами, что приводит к разобщенности и


© Вильдяев В.М., Любимова О.С., 2001

115

отсутствию скоординированности действий между различными ведомствами и их территориальными органами по ведению мониторинга водных объектов.

В настоящее время наступает очередной этап реорганизации системы управления природными ресурсами Российской Федерации, в результате которого в рамках Министерства природных ресурсов создаются самостоятельные службы: водная, геологическая, лесная и природоохранная. Что касается водных ресурсов, то есть все основания ожидать, что в ближайшее время будут приняты решения о создании органов управления водными ресурсами в рамках гидрографических бассейнов. Это потребует внесения корректив в существующие положения о ведении мониторинга водных объектов в соответствии с бассейновыми принципам управления водными ресурсами.

Краткий обзор современного состояния мониторинга

поверхностных водных объектов в России В последнее десятилетие мониторинг поверхностных водных

объектов в России проводился в соответствии с Руководящим документом 52.24.309–92 (Методические указания: Охрана природы. Гидросфера. Организация и проведение режимных наблюдений за загрязнением поверхностных вод суши на сети Роскомгидромета). Руководящий документ был выпущен в 1992 г. Комитетом по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды совместно с Министерством экологии и природных ресурсов Российской Федерации. Данные методические указания устанавливают требования к организации и проведению режимных наблюдений за загрязнением поверхностных вод суши, осуществляемых Общегосударственной службой наблюдений за загрязнением природной среды (ОГСН). Согласно их требованиям осуществляют мониторинг за поверхностными водными объектами оперативно–производственные подразделения Росгидромета и Министерства природных ресурсов (гидрохимический мониторинг). Методические указания не распространяются на наблюдения за качеством воды в водоёмах и водотоках при чрезвычайных ситуациях, на наблюдения и контроль за качеством подземных вод, на специальные наблюдения.

В методических указаниях приведены общие сведения о мониторинге водных объектов и даны следующие рекомендации:

– определять категорийность пунктов наблюдений; – формировать сеть пунктов наблюдений за загрязнением поверхностных вод суши;

116

– формировать программы наблюдений за загрязнением поверхностных вод суши;

– вносить изменения в состав сети наблюдений; – проводить экспедиционные наблюдения на участках водоёмов и водотоков для определения или уточнения расположения пунктов и створов наблюдений и программ работ;

– проводить наблюдения, анализировать пробы, обрабатывать и обобщать материалы. В марте 1997 г. вышло Постановление Правительства РФ за №307

«Об утверждении положения о ведении государственного мониторинга водных объектов». В соответствии с данным постановлением государственный мониторинг водных объектов ведётся Министерством природных ресурсов Российской Федерации (МПР) совместно с Федеральной службой России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидрометом) (по поверхностным водным объектам) и другими специально уполномоченными государственными органами в области охраны окружающей природной среды. В Постановлении обозначены следующие цели государственного мониторинга водных объектов:

– своевременное выявление и прогнозирование развития негативных процессов, влияющих на качество вод и состояние водных объектов;

– разработка и реализация мер по предотвращению вредных последствий этих процессов;

– оценка эффективности осуществляемых водоохранных мероприятий; – информационное обеспечение управления и контроля в области использования и охраны водных объектов.

Государственный мониторинг водных объектов включает в себя: – регулярные наблюдения за состоянием водных объектов, количественными и качественными показателями поверхностных и подземных вод;

– сбор, хранение, пополнение и обработку данных наблюдений; – создание и ведение банков данных; – оценку и прогнозирование изменений состояния водных объектов, количественных и качественных показателей поверхностных и подземных вод.

Государственный мониторинг водных объектов состоит из: – мониторинга поверхностных водных объектов суши и морей; – мониторинга подземных водных объектов; – мониторинга водохозяйственных систем и сооружений.

117

Государственный мониторинг водных объектов ведётся на локальном (муниципальном), региональном, территориальном (бассейновом), федеральном уровнях.

В соответствии с Постановлением мониторинг водных объектов должен осуществляется на единой геоинформационной основе в целях совместимости его данных с данными других видов мониторинга окружающей природной среды.

В выполнение Постановления Правительства РФ №307 от 14 марта 1997 г. Министерство природных ресурсов направило 11 января 1999 г. в свои территориальные органы письмо за № НМ – 61/59, к которому прилагались «Временные рекомендации по разработке бассейновых и территориальных программ по ведению государственного мониторинга водных объектов». В соответствии с рекомендациями территориальными органами Министерства природных ресурсов (комитеты природных ресурсов (КПР) и бассейновые водные управления (БВУ)) были разработаны проекты ведения мониторинга водных объектов. При этом в основу проектов бассейновых водных управлений были положены проекты, разработанные в субъектах федерации. При разработке своих проектов КПР субъектов федерации информационно не взаимодействовали с сопредельными регионами, поэтому проекты соседствующих субъектов федерации, расположенных в одном бассейне; отличаются друг от друга по принципу формирования густоты сети наблюдения, так как определяющим здесь часто являлись финансовые возможности конкретного региона.

Анализ недостатков существующей системы мониторинга водных объектов в России

К настоящему времени накопился ряд проблем в проведении мониторинга водных объектов:

– программы (проекты) ведения мониторинга водных объектов разрабатываются не для бассейна в его гидрографических границах, а для административно-территориальных образований;

– существующая наблюдательная сеть нерепрезентативна, количество пунктов наблюдения недостаточно;

– несогласованы сроки и периоды наблюдений и анализы данных наблюдений;

– используются различные методики определения химического состава воды;

118

– отсутствуют пункты непрерывного автоматического контроля за сбросами особо токсичных сточных вод;

– ограничена приборно-измерительная база предприятий-водопользователей;

– водопользователи не заинтересованы в достоверности отчётной информации;

– состав данных отчётности по использованию вод неадекватен современным требованиям управления;

– ведение мониторинга ведётся не на геоинформационной основе, как этого требует Постановление Правительства РФ №307;

– отсутствуют периодические наблюдения за химическим составом донных осадков и токсичностью вод;

– длительное время не проводятся экспедиции по оценке экологического состояния малых рек;

– требуют обновления методические рекомендации по ведению мониторинга. Рассмотрим более подробно некоторые особенности ведения

мониторинга водных объектов. Схема мониторинга водных объектов должна формироваться с

учётом порядка водотока, его площадных и линейных размеров, степени влияния природных условий на формирование его поверхностного и подземного стока и экологической обстановки водосборной территории. Исходя из этого подхода, схема и виды мониторинга для крупных водотоков (типа Волги в среднем и нижнем течении) будут существенно отличаться от схемы и видов мониторинга водотоков более высоких порядков. Причём, чем выше порядок водотока, тем больше отличий.

Мониторинг Волги в её среднем и нижнем течении в какой-то степени похож на мониторинг крупных водоёмов, где ведутся наблюдения за гидрологическими и гидрохимическими особенностями водоёма и источниками антропогенного загрязнения. Для крупных водотоков в их среднем и нижнем течении практически все виды загрязнения имеют техногенную природу. Гидрологические наблюдения на крупных водотоках играют приоритетное значение, так как эти водотоки являются судоходными и на них расположены гидроэлектростанции. Природные особенности территории, прилегающей к крупному водотоку, не оказывают заметного влияния на его состояние. Поэтому мониторинг крупных водотоков должен сводиться к созданию сети гидрологических и гидрохимических наблюдений и контролю за сбросами загрязняющих веществ на предприятиях и очистных сооружениях. Здесь повышение

119

эффективности мониторинга связано с внедрением видов наблюдений, которые позволяют сокращать время между наблюдениями и оперативно информировать об аварийных сбросах автоматизированные пункты наблюдения.

Для малых рек схема мониторинга усложняется, так как мы имеем дело с большим количеством влияющих на водоток факторов. Финансовые ограничения не позволяют вести постоянно наблюдения за гидрологическим и гидрохимическим режимами всех малых рек. Вместе с тем нормативные и сверхнормативные сбросы сточных вод могут наносить существенный урон малым рекам, а аварийные сбросы могут привести даже к полной деградации водотока. Природные ландшафты также оказывают существенное влияние на гидрологический и гидрохимический режимы малых рек. Всё это надо учитывать при разработке системы мониторинга малых рек.

Территориальные органы Министерства природных ресурсов и Росгидромета, которые занимаются мониторингом водных объектов и источников антропогенного загрязнения вод, как правило, не владеют полной информацией об экологическом состоянии всех малых рек и не в состоянии учесть многочисленные загрязнения, связанные с деятельностью сельского хозяйства и проживающего вблизи водотоков населения. Для получения такой информации необходим большой объём экспедиционных исследований. В последние 10 лет такие исследования практически не проводились. Вместе с тем в последние годы получило своё развитие исследование малых рек «методом народного мониторинга» по методике Института аквакультуры. В основе этой методики лежат натурные исследования поверхностных водотоков экспедициями школьников, которые оценивают состояние рек по наличию в водотоках тех или иных видов флоры и фауны – биоиндикация рек. Эта методика показала свою высокую эффективность, так как позволяет в течение короткого времени получить характеристику состояния малых рек на относительно большой территории и без существенных финансовых затрат.

Проводимый гидрохимический мониторинг водных объектов не даёт цельной и объективной картины о их химическом составе ввиду большого промежутка времени между наблюдениями (как правило не более 4 раз в год на одном створе). Данные наблюдения могут быть использованы при определении основных химических компонентов природных вод и выделении гидрохимических аномалий, обусловленных природными особенностями территорий (например, повышенное содержание железа в

120

водотоках, протекающих по заболоченным территориям). Что же касается оценки техногенного загрязнения вод, то результаты гидрохимических наблюдений здесь могут носить случайный характер.

Следует рассмотреть ещё одну сторону гидрохимического мониторинга. Как известно, основным показателем состояния химического загрязнения окружающей среды является величина ПДК (предельно допустимые концентрации) исследуемых показателей. Такой подход вызывает ряд возражений. Во-первых, в результате гидрохимического мониторинга мы получаем информацию об ограниченном круге элементов и соединений. Из более чем 10 тыс. веществ, попадающих в водоёмы, в наших лабораториях определяется лишь около 0,3 %. Проводимый гидрохимический мониторинг сточных вод применим только к видам промышленных сточных вод, которые содержат хорошо изученные загрязняющие вещества, определяемые традиционными химико-аналитическими методами. Во вторых, величина ПДК мало что говорит нам об истинной опасности воды для живых организмов, а именно это должно являться основным показателем состояния вод.

Интегральным показателем экологического состояния водоёмов являются донные осадки, которые считаются депонирующей средой для большинства загрязнителей воды

Речные наносы мелких фракций, обладая высокой сорбционной способностью, в процессе своего перемещения и отложения в русле реки накапливают весь комплекс химических элементов, присутствующих в воде. Концентрации загрязняющих химических элементов в наносах размером менее 0,020 мм могут превышать соответствующую концентрацию в речной воде в 5 – 10 раз. По сравнению с гидрохимическими исследованиями экогеохимические исследования донных осадков требуют значительно меньше затрат, а результаты их исследований более показательны. Периодичность отбора проб донных осадков может составлять 3 – 5 лет. Экогеохимические исследования донных осадков позволяют установить участки водотоков с устойчивым загрязнением и проследить динамику этого загрязнения в течение длительного периода времени.

Некоторые особенности ведения мониторинга

поверхностных вод за рубежом Рассмотрим некоторые особенности ведения мониторинга водных

объектов в Швеции, Франции и Голландии.

121

Мониторинг окружающей среды в Швеции ведётся с 1800 г. Самая разветвлённая мониторинговая сеть существует в области контроля за состоянием вод-реципиентов (озёр и водотоков). Экологический мониторинг осуществляется:

– на национальном уровне – составление национальных баз данных, разработка целевых государственных показателей в области окружающей среды и мероприятий общегосударственного масштаба;

– на региональном уровне – в форме региональной экологической экспертизы, разработки региональных целевых показателей в области охраны окружающей среды и региональных программ действий;

– на местном уровне – в форме муниципальных экологических программ, разработки местных целевых показателей в области охраны окружающей среды, муниципальных комплексных планов и местных программ действий;

– на уровне водотока, береговой территории. Экологический мониторинг в Швеции на национальном уровне

позволяет описать ситуацию в стране в целом. Например, шведская администрация по мониторингу озёр обеспечивает информацию о закислении и потребности в известковании всех озёр страны. На региональном уровне экологический мониторинг имеет целью дать детальную информацию о состоянии окружающей среды в округе. Кроме того, на основе данных регионального экологического мониторинга проводится исследование состояния, к примеру, вод-реципиентов региона.

Органы, отвечающие за экологический мониторинг, назначаются правительством Швеции. За национальный экологический мониторинг отвечает шведское агентство по охране окружающей среды; за региональный – административные советы округа; муниципальные администрации отвечают за экологический мониторинг на местном уровне.

Одним из 10 направлений экологического мониторинга Швеции является мониторинг озёр и водотоков, который проводится в рамках трёх различных программ. В рамках первой программы налажен мониторинг и картирование химических и биологических характеристик воды в озёрах и водотоках на обширной территории. Вторая программ предполагает более интенсивный и интегрированный мониторинг качества воды, озёр, водотоков и отдельных пресноводных местообитаний. Третья программа осуществляется в рамках трёх типов контроля: за состоянием вод-

122

реципиентов, подвергающихся различным формам воздействия; контроля за соблюдением положений закона об охране окружающей среды; контроля за осуществлением и последствиями известкования водных объектов. Дополнительно проводится мониторинг отдельных (ценных с природоохранной точки зрения) видов, обитающих в озёрах и водотоках.

В настоящее время шведское агентство по охране окружающей среды разрабатывает биологические критерии качества для озёр и водотоков, которые будут использоваться в качестве эталонов состояния водных объектов.

Общая проблема мониторинга пресноводных ресурсов заключается в большом объёме базовых данных из различных областей, требующихся для определения причинно-следственных связей в данной конкретной программе.

Современные программы мониторинга озёр и водотоков рассчитаны на два уровня – национальный и региональный. Мониторинг проводится в двух формах: общий мониторинг обширной территории каждые пять лет и постоянный мониторинг контрольных озёр и водотоков. В рамках национального мониторинга проводятся интенсивные наблюдения за состоянием небольшого числа озёр и водотоков и отслеживание притока различных веществ в береговые воды путём взятия проб в устьях рек.

Франция – страна, где вопросы управления водными ресурсами наиболее разработаны. Что касается мониторинга водных объектов, то просматривается тенденция на создание систем непрерывного наблюдения за водными объектами. При этом используются различные оригинальные методики. Так, в г. Нанси для непрерывного мониторинга вод используется метод GYMNOTEX (биологический детектор загрязнения вод, использующий электрические разряды, испускаемые тропическими рыбами). Для этого вида наблюдений за состоянием водных объектов используются ночные рыбы тёплых вод Южной Америки Apteronotus albifrous, которые испускают электрические разряды частотой около 1000 Гц. Биоэлектрический эффект при контакте с рыбами достигает нескольких вольт. В зависимости от химико-физического состава воды изменяется метаболизм рыб, что фиксируется в виде изменений частоты электрических разрядов, испускаемых рыбами.

Сама методика наблюдений заключается в заборе воды и нагреве её до 25°С, а затем подаче воды в три бака по 15 литров в каждом (каскадом). В каждом баке находится один экземпляр рыбы. Два подключённых к бакам электрода снимают величину электрических разрядов с точностью до 0,1 Гц. Система может действовать автономно. В случае загрязнения

123

приёмники фиксируют изменение в виде сигнала тревоги, который может передаваться на расстояние радиосигналом.

В Голландии реализуются два подхода в области охраны водных ресурсов: контроль за сточными водами и за качеством питьевой воды. Мониторинг водных объектов включает в себя:

– гидрохимический мониторинг – определение содержание кислорода, биологическое поглощение кислорода (БПК), тяжёлые металлы, пестициды;

– биологический мониторинг – экотоксикологические тесты (бактерии, водоросли, дафнии, рыбы);

– наблюдение за сигнальными показателями загрязнений – дафнии, рыбы, мидии. В перспективе акценты будут смещены к широкому использованию

в мониторинге водных объектов экотоксикологических тестов. Особое внимание будет уделяться оценке воздействия сточных вод на окружающую среду и оценке риска загрязнения окружающей среды от всех источников.

Заключение

Проведённый анализ мониторинга водных объектов в России и за рубежом показывает, что для того, чтобы иметь относительно полную картину об экологическом состоянии поверхностного водотока, необходимо периодически получать следующие виды информации:

– информацию о гидрологических и физико-химических параметрах водных объектов (вод и донных осадков) и их динамике;

– информацию об экологическом состоянии малых рек на всём протяжении водотока;

– информацию о токсичности сточных вод. Получение этих трёх видов информации возможно, если включить

в систему экологического мониторинга водных объектов наряду с гидрохимическим мониторингом, экогеохимические исследования донных осадков, биоиндикацию малых водотоков методом «народного мониторинга» и определение токсичности вод методами биотестирования.

Проект ведения мониторинга водных объектов должен разрабатываться на всю водосборную территорию в рамках гидрографических границ.

124

Библиографический список 1. Вильдяев В.М. Мониторинг водных объектов на водосборных территориях малых рек. // Вода: Экология и Технология.: Тез. докл. на III Междунар. конгрессе: - М., 1998.

2. Вильдяев В.М., Дёмин А.Д. Геохимические особенности донных осадков бассейна реки Клязьма. // Экология речных бассейнов.: Тез. докл. Междунар. науч.-практ. конф.: - Владимир, 1999.

3. Майстренко В.Н. и др. Эколого-аналитический мониторинг супер-токсикантов. - М.: Химия, 1996.

4. Никаноров А.М. и др. Мониторинг качества вод: оценка токсичности. - СПб.: Гидрометеоиздат, 2000.

5. РД 52.24.309-92. Охрана природы. Гидросфера. Организация и проведение режимных наблюдений за загрязнением поверхностных вод суши на сети Росгидромета.: Методические указания. - СПб.: Гидрометеоиздат, 1992.


125

III. ПРОБЛЕМЫ ОТХОДОВ

УДК 658.567

Е.П. ПОТАПОВА, А.Н. МИЛКИН (администрация г. Владимира)

МУНИЦИПАЛЬНАЯ ПОЛИТИКА В ОБЛАСТИ УПРАВЛЕНИЯ ОБРАЩЕНИЕМ С ТВЕРДЫМИ БЫТОВЫМИ ОТХОДАМИ.

ВЛАДИМИРСКИЙ ОПЫТ

1. Правовые условия В настоящее время на федеральном уровне вопросы управления

обращением с твердыми бытовыми отходами регулируются Федеральным законом Российской Федерации “Об отходах производства и потребления” от 24.06.1998 г. № 68-ФЗ.

Статьей 13 функции организации деятельности в области обращения с отходами на территориях городских поселений возложены на органы местного самоуправления. Они должны определять порядок сбора отходов, предусматривающий их разделение на виды (пищевые отходы, цветные и черные металлы, текстиль, бумага и другие).

Статьей 6 определены полномочия субъектов Российской Федерации, к которым относится функция проектирования и строительства объектов размещения отходов.

Федеральным законом Российской Федерации “Об общих принципах организации местного самоуправления в Российской Федерации” от 28.08.1995 № 154-ФЗ к вопросам местного значения (ст. 6) отнесены функции организации утилизации и переработки только бытовых отходов.

Следует отметить, что Федеральным законом “Об отходах производства и потребления” определяются процедуры правоотношения к собственности на отходы. Согласно статьи 4 в случае, если отходы брошены собственником или иным образом оставлены им с целью отказаться от права собственности на них, лицо, в собственности, во владении либо в пользовании которого находится земельный участок, водоем или иной объект, где находятся брошенные отходы, может обратить их в свою собственность, приступив к их использованию или совершив иные действия, свидетельствующие об обращении их в собственность в соответствии с гражданским законодательством.


© Потапова Е.П., Милкин А.Н., 2001

126

Из этого следует, что отходы, образующееся в процессе жизнедеятельности людей, могут быть рассмотрены как объект муниципальной собственности.

2. Действующие операторы на территории г. Владимира На сегодняшний день основным оператором, осуществляющим

работы по уборке города от твердых бытовых отходов (ТБО) является муниципальное унитарное предприятие МУП “Спецавтобаза по уборке города”. Также в городе действуют предприятия "Вторчермет", "Вторма", ориентированные на прием отдельных видов отходов (бумага-картон от юридических лиц, цветные металлы, стекло). Основная масса ТБО, образуемая в городе, в качестве вторичного сырья не используется.

Ежемесячные накопления ТБО (м3) по г. Владимиру из различных источников приведены в таблице.

Накопление ТБО по г. Владимиру, м3

Источник За месяц За год Процент Жилищный сектор 23076,50 276918,00 58,0 Промышленные предприятия 1273,37 15280,44 3,2 Торговля 1676,70 20120,40 4,2 Учебные заведения 3006,24 36074,88 7,6 ЖСК 3076,10 36913,20 7,7 Частный сектор 16,31 195,72 0,04 Рынки 719,64 8635,68 1,8 Больницы (и т.д.) 1402,93 16835,16 3,5 Предприятия питания 172,43 2069,16 0,4 Детские учреждения 1075,62 12907,44 2,7 Коммунальные предприятия 519,95 6239,40 1,3 Администрация 278,80 3345,60 0,7 Прочие 3455,25 41463,00 8,7

Итого 39743,38 476920,56 100 Содержание пригодных для вторичного использования компонентов

ТБО в городе представлено ниже:

Гниющие 24,8 % Бумага 35,2 % Стекло 11 % Металл 8,6 % Пластик 10,4 % Текстиль 2,6 % Прочие 7,4 %

127

Экономическое состояние МУП “Спецавтобаза по уборке города”. МУП “Спецавтобаза по уборке города” является специализированным многоотраслевым предприятием, входящим в структуру управления жилищно-коммунального хозяйства администрации г. Владимира с балансовой стоимостью 77,5 млн руб.

Непосредственно функции по сбору и вывозу ТБО лежат на 2-й автоколонне и технической службе управления полигоном захоронения ТБО у деревни Разлукино Судогодского района.

В городе организована планово-регулярная система сбора ТБО. От жилого сектора вывоз ТБО осуществляется 1 раз в 2 дня. Организации, учреждения и предприятия заключают договоры на планово-регулярный вывоз ТБО, либо подают заявки.

Для сбора ТБО используются открытые металлические контейнеры вместимостью 0,75м3. При нормативной потребности в 5550 контейнеров имеется 3500 контейнеров, установленных примерно в 1400 точках города. Стоимость одного контейнера около 900 руб. Срок службы – 2 года. МУП "Спецавтобаза по уборке города" самостоятельно приобретает и/или изготавливает контейнеры. Как правило, предприятиям города они продаются при заключении договоров на вывоз ТБО. Около 100 контейнеров приобретены или изготовлены силами обслуживаемых предприятий. Данные контейнеры находятся в их собственности.

В жилом секторе установка контейнеров осуществляется за счет МУП "Спецавтобаза по уборке города". В процессе эксплуатации контейнеры не моются и не дезинфицируются. В основном контейнерные площадки имеют твердое покрытие и ограждены. Уборка контейнерных площадок возложена на управление жилищно-коммунального хозяйства или предприятия, на территории которых они располагаются.

Практически все машины по сбору и вывозу ТБО оборудованы механизмами уплотнения ТБО (двукратное уплотнение). Загрузка, как правило, осуществляется механическим рычагом сбоку (90 % сбора). Часть машин предназначена для торцевой механизированной загрузки или ручной загрузки в кузов самосвала. Средний балансовый износ автотранспортной техники составляет 67 – 73 %.

ТБО в контейнерах поступает на стационарную мусоро-перегрузочную станцию, оборудованную эстакадой и мощными уплотняющими устройствами. В черте города МУП "Спецавтобаза по уборке города" имеет 2 промышленные площадки, одна из которых на территории бывшего мусоросжигательного завода.

128

Служба сбора и вывоза ТБО включает 180 человек, из них – 116 водителей специальной автомобильной техники. График работы водителей составляет 2 рабочих дня по 11 часов в день, затем 2 дня выходных. Водители мусоровозных машин выполняют функции загрузчиков ТБО. Каждый водитель собирает в среднем ТБО из 80 контейнеров в день (около 5 т ТБО).

За 1999 г. предприятием вывезено твердых бытовых отходов и нечистот в объеме более 521,0 тыс. м3. Потребителями более 50 % объема услуг являются жилищные предприятия.

Убытки предприятия от основной деятельности в 1999 г. составило 422,0 тыс. руб., общая дебиторская задолженность составила 25,2 млн руб.

Основной результат финансово-хозяйственной деятельности по санитарной уборке за 1999 г. получен приближенным к нулю, прибыль – 27,0 тыс. руб. По мнению представителей МУП “Спецавтобаза по уборке города”, невозможно, чтобы качество услуг было на требуемом уровне и графики не срывались, чтобы контейнеры были в нужном количестве, и частота вывоза соответствовала нормативу. Во-первых, прямые затраты увеличились с прошлым периодом на 3139,0 тыс. руб., во-вторых, уменьшился уровень фактической оплаты.

Это связано как с тем, что тарифы на вывоз ТБО не изменялись с 1996 г. (изменены в июне 2000 г.), а также с тем, что от жилищных предприятий недополучено за оказанные услуги 1948,7 тыс. руб., хотя оплата наличными в условиях расчетно-кассового обслуживания увеличилась в 2 раза по сравнению с 1998 г.

Полигон захоронения твердых бытовых отходов в районе д. Разлукино спроектирован ПК “Владкоммунпроект” в 1987 г. в соответствии со СНиП П-605 и “Инструкцией по проектированию полигонов”. По заказу управления коммунального хозяйства г. Владимира полигон был построен в течение полутора лет и 15 ноября 1989 г. принят государственной комиссией в эксплуатацию без замечаний и отметкой, что полигон построен в соответствии с проектом.

Местом размещения полигона выбран выработанный песчаный карьер с глубиной нижних отметок минус 6 – 8 м и площадью 5,2 га. Согласно техническому отчету “Инженерно-геологических изысканий” (Заказ № 817-86) установлено, что с поверхности земли до глубины 8,0 – 9,0 м залегают пески, а с глубины 4,2 м водоносные и далее грунтовые воды.

Весьма примечательно геологическое заключение – данный карьер под захоронение бытовых отходов не рекомендован. Поэтому при

129

строительстве полигона по дну карьера было проложено два слоя полихлорвиниловой пленки.

Эксплуатация полигона осуществляется МУП “Спецавтобаза по уборке города”. По мнению специалистов Датского технологического института (DANCEE), побывавших на полигоне в рамках проекта “Центр технического захоронения твердых бытовых отходов для г. Владимира”, эксплуатация полигона осуществляется на должном уровне.

Только за 2000 г. на полигоне выполнены следующие природоохранные мероприятия:

1. Проведены топографические съемки, геолого-разведочные исследования территории полигона и прилегающей к нему местности, составлены геологические карты, выявлены водопотоки - пути движения фильтрата;

2. Обследованы контрольные колодцы вверху и внизу по водопотокам, разработаны планы закрытия карт с целью уменьшения поступления влаги от атмосферных осадков и планы перехвата фильтрата;

3. Выполнены строительные и благоустроительные работы в северной, восточной, южной и частично с западной стороны контура полигона, ведется строительство новых подъездных путей к полигону и новых фильтросборников.

Строительство нового центра технического захоронения (ЦТЗ) управление природопользования администрации Владимирской области планировало осуществить в Петушинском район, в 2,5 км от поселка Болдино.

Проект должен быть реализован на площади 40 га, в том числе первая очередь на площади 17 га, где размещается вся инфраструктура ЦТЗ.

Проект строительства ЦТЗ ТБО для г. Владимира и прилегающих к нему районов Владимирской области является первым в Российской Федерации, соответствующим европейским нормам в области защиты окружающей среды ISO 14000.

Технология складирования и захоронения, реализуемая в предлагаемом проекте, предусматривает строительство карт захоронения ТБО. Складирование отходов предусматривается не по всей карте, а на небольшой ее части с отсыпкой грунта. Это резко сокращает выброс загрязняющих веществ в атмосферу. Проектом предусматривается сортировка (селективная разборка) ТБО при перегрузке их в мусоровозы большей грузоподъемности. При строительстве ЦТЗ предусмотрена дренажная система для 100 % сбора фильтрата и очистные сооружения по

130

его очистке до действующих санитарных и экологических требований перед сбросом в окружающую среду. Помимо естественной защиты в виде глиняного замка технология строительства карт предусматривает систему защиты почвы и грунтовых вод путем укладки по всей площади карты защитных материалов. Проект ЦТЗ предусматривает также мойку машин, в т.ч. мусоровозов, станцию сбора и перекачки фильтрата и дождевых осадков, комплекс по сбору и использованию биогаза, образующегося при гниении мусора, с выработкой электроэнергии, пункт радиологического контроля, весовую, химическую лаборатории и др.

Однако весной 1999 г. в Петушинском районе проведен референдум, на котором жители района высказались против строительства ЦТЗ ТБО. Несмотря на протесты природоохранной прокуратуры в мае 2000г., суд признал правомерность результатов референдума. В связи с этим ближайшие 3 – 5 лет придется эксплуатировать действующий полигон у д. Разлукино.

3. Концепция по управлению обращением с твердыми бытовыми отходами.

Концепция по управлению обращением с твердыми бытовыми отходами в настоящее время является нормативным документом. Концепция разработана администрацией города и Региональным центром новых информационных технологий Владимирского государственного университета и утверждена решением Владимирского городского Совета народных депутатов от 15.07 1999 г. № 148.

В разработке концепции приняли участие многочисленные структуры (МУП “Спецавтобаза по уборке города”, УЖКХ, Управление природопользования администрации Владимирской области, отдел экологии и природопользования, комитет по экологии, земельным отношениям и градостроительству городского Совета, ООО “ФЭТ”), что позволило отразить более комплексный и полный подход к решению проблемы.

Особенность концепции заключается в том, что она разработана с использованием методологии структурного анализа и проектирования, на принципах стратегического планирования и управления проектами.

Решение задачи обращения с ТБО в г. Владимире сводится к максимально полной реализации следующих функций:

– управлять; – аккумулировать ресурсы; – организовывать обращение с ТБО; – контролировать текущую ситуацию.

131

Управление программой. Функцию управления осуществляют глава местного самоуправления, городской Совет народных депутатов и уполномоченный управляющий (менеджер проекта), ответственный за организацию обращения с ТБО в городе, на основании действующего законодательства и разработанных стратегий с учетом внешних условий. Результатом выполнения функции является программа обращения с ТБО в городе. На первом этапе для формирования программы используются имеющиеся заделы и наработки, максимально учитывается существующая система обращения с ТБО, в дальнейшем программа корректируется по мере накопления муниципального информационного ресурса об обращении с ТБО, а также разработки новых схем привлечения ресурсов.

Уполномоченный управляющий (менеджер проекта) утверждается главой администрации города. Полномочия управляющего программой (менеджера проекта) определяются положением о менеджере проектов, утверждаемом главой администрации города.

Периодически корректируемая программа обращения с отходами, является управляющей для остальных функций и состоит из следующих основных документов, сгруппированных поблочно:

– документы, регламентирующие аккумулирование средств; – набор нормативно-правовых актов, регламентирующих деятельность населения и организаций при обращении с ТБО, а также правила использования ТБО в качестве вторичных ресурсов;

– регламент сбора информации с перечнем контрольных показателей, характеризующих текущую ситуацию;

– набор нормативно-правовых актов, регулирующих деятельность администрации города при взаимодействии с федеральными и областными органами по взысканию административных штрафов с юридических и физических лиц, а также программы с перечнем мероприятий, в которых должны быть отражены заказчики, подрядчики (исполнители), сроки, стоимость и источники финансирования, а также ответственные за реализацию каждой из компонент программы. Структура управлением программой определяется концепцией

“Стратегического планирования и управления проектами в системе управления городом”.

Аккумулирование ресурсов. Функция аккумулирования ресурсов в настоящее время практически целиком сводится к выделению бюджетных ассигнований и установлению тарифов на различные мероприятия и программы, связанные с обращением с ТБО. Сюда относятся бюджетные

132

ассигнования на строительство ЦТЗ ТБО, установление размера оплаты, взимаемой с населения и юридических лиц за вывоз ТБО, а также средства внебюджетного экологического фонда, направляемые на организацию обращения с ТБО.

Аккумулирование внешних ресурсов осуществляет уполномоченная инвестиционно-финансовая компания, которая обеспечивает осуществление инвестиционной политики. В задачи инвестиционно-финансовой компании входит разработка механизмов по получению средств от реализации компонент программы (в том числе от использования ТБО в качестве сырья).

В своей деятельности инвестиционно-финансовая компания руководствуется документами, регламентирующими аккумулирование ресурсов, которые являются составной частью разрабатываемой программы обращения с отходами. В процессе выполнения функции внешние ресурсы преобразуются в ресурс, используемый для организации обращения с ТБО. Другим результатом выполнения данной функции являются разрабатываемые и предлагаемые новые схемы привлечения ресурсов, которые могут привести к коррекции программы обращения с ТБО в городе.

Программой должны быть предусмотрены финансовые основы деятельности инвестиционно-финансовой компании, ориентированные на внебюджетные ресурсы (гранты, платежи населения и организаций за вывоз ТБО, возвратные средства от переработки и т.д.), а также взносы основных участников программы (переработчиков и сборщиков отходов, населения и т.д.).

Инвестиционно-финансовая компания определяется администрацией города и является ее агентом в реализации программы. Между инвестиционно-финансовой компанией и администрацией заключается агентское соглашение и/или соглашение о партнерстве, определяющее взаимные обязательства.

Городской экологический фонд взаимодействует с управлением природопользования администрации Владимирской области и Комитетом природных ресурсов Владимирской области с целью проведения корректировок экологических платежей.

Организация обращения ТБО. Исполнителями этой функции являются юридические и физические лица, занятые в процессе обращения с отходами, включая население, органы власти, предприятия, занятые сбором, переработкой и захоронением ТБО. В своей деятельности исполнители руководствуются документами, регламентирующими

133

деятельность юридических и физических лиц в сфере обращения с ТБО, и правилами использования ресурсов программы.

Результат выполнения функции – город, более соответствующий требованиям, предъявляемым к туристическому центру. Другим результатом выполнения функции будут средства, полученные от переработки ТБО. Эти средства увеличивают объем ресурсов, направляемых на реализацию программы обращения с ТБО, предполагающий работу со следующими целевыми группами, деятельность которых, является источником ТБО в городе:

– жителями города, проживающими в многоквартирных домах и в частном секторе;

– муниципальными учреждениями; – областными и федеральными учреждениями; – предприятиями, в процессе деятельности которых образуются бытовые и приравненные к ним отходы (предприятия торговли, бытового обслуживания, гаражно-строительные кооперативы и т.д.). Важная компонента программы – выработка механизмов мотивации

этих групп населения и юридических лиц, а также лиц, занятых в процессе обращения с отходами, с целью доведения сбора ТБО до 100 %.

Второй важной компонентой является организация процессов сортировки и переработки ТБО. Цель – максимально использовать ТБО в качестве сырья, сокращая объемы ТБО, подлежащих захоронению, степень их опасности.

В связи с этим мотивационная политика администрации города должна быть направлена на создание предпосылок для перехода на раздельный сбор ТБО. С этой целью возможно проведение экспериментов по раздельному сбору ТБО прежде всего на приоритетных территориях. Раздельный сбор планируется в целях использования компонент ТБО в качестве сырьевого ресурса и увеличения сроков эксплуатации центров захоронения.

Контроль. Контроль результатов выполнения программы обращения с ТБО осуществляется уполномоченным подразделением городской администрации на основании утвержденного регламента сбора информации и перечня контрольных показателей. Информация о физических и юридических лицах, участвующих в обращении с ТБО, а также информация о состоянии территории города (с точки зрения обращения с ТБО) становится муниципальным информационным

134

ресурсом, который используется для корректировки программы обращения с отходами.

Деятельность администрации города по взаимодействию с федеральными и областными органами по взысканию административных штрафов с юридических и физических лиц определяется нормативными документами, действующими и разрабатываемыми в рамках программы, соглашениями о взаимодействии (сотрудничестве).

4. Технология проектирования. Как уже говорилось, в основе концепции управления обращением с

твердыми бытовыми отходами лежит SADT-модель. В связи с этим следует выяснить, что есть методология структурного анализа и проектирования, каким образом и почему она предпочтительна в использовании при разработке проектов/программ, носящих долгосрочный, стратегический характер?

В российской печати представлено достаточно много технологий стратегического управления. В администрации города Владимира принята одна из представленных в [4] технологий – методология структурного анализа и проектирования (SADТ).

Методология SADT представляет собой совокупность методов, правил и процедур, предназначенных для построения функциональной модели объекта какой-либо предметной области. Функциональная модель SADT отображает функциональную структуру объекта, то есть производимые им действия и связи между этими действиями. Тем самым осуществляется схематичное отражение управляемых систем с системных позиций, как композиция функционально дифференцированных подсистем. Основные элементы этой методологии известны и не стоит здесь подробно на этом останавливаться.

Важным является то, что соответствующая технология упрощает очень важные этапные составляющие разработки программ – моделирование. Основные этапы можно сформулировать:

– определение цели, ее согласование с основными целевыми группами, которые могут повлиять на реализацию проекта, цель должна быть бесконфликтной, устраиваемой всех, а также технологичной и измеримой;

– выявление всех возможных целевых групп, сбор информации об этих группах, их интересах и реальных мотивациях, их представлениях о возможной реализации проекта, сбор любой качественной информации, которая может быть полезна при разработке модели;

135

– начало формирования “ядер” социального партнерства, выявление наиболее активных и авторитетных представителей целевых групп, интеллектуальный ресурс которых можно использовать на дальнейших этапах разработки проектов;

– изучение опыта передовых городов и прецедентов, сбор информации об имеющихся ресурсах и возможности их использования, информация о собственниках этих ресурсов;

– разработка модели (диаграммы верхнего уровня) – графического представления о предполагаемом объекте управления, рецензирование и согласование модели, подготовка текстового материала. Это позволяет всем участникам процесса одинаково понимать исследуемый предмет, модель которого точно и непротиворечиво будет его представлять. Необходимо отметить, что при таком моделировании

конструируются будущие возможные взаимодействия механизмов (целевых групп), обеспечивающие достижение цели, выраженной в целеполагании. Фактически, происходит синтез нового качества, прообраз будущих изменений. Центральная функция разбивается на N элементарных процессов, которые увязываются в виде N связанных друг с другом SADT- блоков (рис. 1). Такая связь есть ни что иное, как синтез отдельных функций, позволяющих добиться поставленной цели.

Рис. 1. Объединение элементарных процессов, увязанных в виде N

связанных друг с другом SADT-блоков

Используя данное представление, легко понять, что политика – осознанная деятельность по мотивации необходимых механизмов M (целевых групп) к преобразованию входных ресурсов в выходные (I в O). Данная деятельность осуществляется в виде управляющих воздействий C, может носить разный характер – от законов и нормативных актов до чисто личных воздействий на целевую группу. Качество данных воздействий

136

зависит от степени понимания реальных интересов и мотиваций на действия конкретных целевых групп.

Переплетение определенным разработчиком образом ресурсных дуг позволяет, используя различные интересы целевых групп, добиться поставленной цели.

Такие модели, дают возможность лицу, осуществляющему политику, наглядно представлять все процессы, протекающие в обществе и влияющие на достижение поставленных целей, осознанно определять субъекты и объекты изучения и порядок и меры воздействия.

В зависимости от наименований ресурсных дуг (какие ресурсы мы под этими дугами понимаем) можно говорить о различной политике.

Если ресурсные дуги определяют финансы – финансовая политика, информацию – информационная политика, капитальные вложения и ресурсы – инвестиционная политика и т.д. В контексте SADT-модели “Очищать город от ТБО” часть дуг характеризует движение ТБО на территории города, часть дуг носит финансовый характер. И те и другие дуги определяют движение ресурсов. Именно по данной модели Региональным центром новых информационных технологий ВлГУ разработаны имитационные модели, позволяющие рассчитать параметры потока ТБО в каждый момент времени и на различных участках движения ТБО и соотнести эти данные с финансовыми потоками, получаемыми как за счет тарификации услуг за вывоз ТБО, так и за счет использования ТБО в качестве вторичных ресурсов.

В настоящее время администрация г. Владимира и Региональный центр новых информационных технологий ВлГУ активно разрабатывают модели территориального устойчивого развития, создание SADT-модели “Очищать город от ТБО” - одно из направлений совместной работы.

WWW-сервер http://www.vpti.vladimir.ru/rus/rcnit/model_www/listing.htm содержит информацию о созданных SADT-моделях, являющихся компонентами аналитической поддержки подготовки управленческих решений, а также авторах, многими из которых являются студенты-стажеры молодежного центра.

5. Организационно-правовая реализация концепции управления обращением с твердыми бытовыми отходами на территории г. Владимира.

Во исполнение решения Владимирского городского Совета народных депутатов от 15.07.99 № 148 “О концепции управления обращением с твердыми бытовыми отходами на территории г. Владимира” администрацией города проработаны правовые аспекты взаимоотношений

http://www.vpti.vladimir.ru/rus/rcnit/model_www/listing.htm

137

администрации г. Владимира, уполномоченной финансово-инвестиционной компании и уполномоченного управляющего (менеджера проекта) в рамках реализации Концепции по управлению обращением с твердыми бытовыми отходами на территории г. Владимира.

Взаимоотношения администрации и уполномоченного управляющего.

Права и обязанности уполномоченного управляющего: – осуществляет функцию управления программой; – координирует действия различных структур при реализации проекта;

– представляет администрацию города в целом при реализации проекта;

– несет ответственность перед главой администрации г. Владимира и Советом народных депутатов г. Владимира за реализацию проекта;

– представляет письменные отчеты о ходе реализации проекта. Права и обязанности администрации:

– передает уполномоченному управляющему полномочия по управлению проектом;

– глава администрации утверждает кандидатуру уполномоченного управляющего по итогам конкурса;

– вправе при неудовлетворительном выполнении функций уполномоченным управляющим проекта досрочно расторгнуть соглашение в отношении его;

– при заключении агентского договора с уполномоченной финансово-инвестиционной компанией обязуется выплачивать уполномоченному управляющему вознаграждение. Взаимоотношения администрации и уполномоченной финансово-

инвестиционной компании. Права и обязанности уполномоченной компании:

– аккумулирование ресурсов для реализации проекта; – осуществление инвестиционной политики; – представление администрации отчетов о выполнении обязанностей;

– вправе оставить в своем распоряжении некоторый процент от привлеченных для реализации проекта финансовых средств;

– обязана выплачивать вознаграждение уполномоченному управляющему.

– Права и обязанности администрации:

138

– определяет уполномоченную финансово-инвестиционную компанию;

– передает полномочия по ведению финансовой, инвестиционной политики и хозяйственной деятельности по проекту. Взаимоотношения уполномоченного управляющего и

уполномоченной компании. Уполномоченный управляющий оказывает помощь уполномоченной

компании в организационном плане, координируя действия различных структур по проекту.

Уполномоченная компания направляет уполномоченному управляющему часть аккумулированных для реализации проекта финансовых ресурсов в качестве вознаграждения.

Данные отношения могут быть реализованы в виде следующих документов:

– между администрацией, уполномоченной финансово-инвестиционной компанией и уполномоченным управляющим заключается трехстороннее соглашение о сотрудничестве, которое позволило бы более четко определить схему взаимодействия сторон, круг переданных друг другу полномочий, ответственность и обязанности сторон, а также вопросы финансирования.

– уполномоченный управляющий действует на основании Положения, утвержденного главой администрации, выданной доверенности, трехстороннего соглашения. Данный вариант управления является внешним (уполномоченный управляющий не имеет трудового договора с администрацией) и, следовательно, не требует дополнительных финансовых затрат на заработную плату.

– между уполномоченной компанией и администрацией заключается агентский договор, определяющий взаимные права и обязанности. Это позволит предоставить уполномоченной компании максимально широкий круг полномочий и в то же время контролировать ее действия и прекратить договор в случае неудовлетворительного выполнения функций.

6. Заключение В дальнейшем можно предположить следующую долгосрочную

стратегию реализации концепции управления обращением с твердыми бытовыми отходами на территории г. Владимира, которая бы соответствовала достижению поставленных ею и прописанных SADT-моделью целей:

139

Строительство мусоросортировочного комплекса, извлечение прибыли от использования твердых бытовых отходов как вторичных ресурсов, уменьшение на 25 – 35 % объема вывозимого ТБО на полигон.

За счет получаемой прибыли внедрение экологического страхования, системы очистки территории города от несанкционированных свалок, раздельного сбора ТБО, экологического образования и осуществление благоустройства территории.

Развитие производств по глубокой переработке отходов, создание предприятий по переработке, сбор ТБО из близлежащих районов (Суздальский район), прессование ТБО, вывозимого на полигон.

Выбор партнеров по управлению обращением с ТБО среди муниципальных образований области: безвозмездная передача партнерам новых, отработанных и обкатанных во Владимире финансово-экономических механизмов по управлению обращением с ТБО, совместно с партнерами проектирование центра по размещению ТБО. Получено: 12.02.01.

М.Е. ИЛЬИНА (ВлГУ) СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ И ПРИРАВНЕННЫХ К НИМ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ С ЦЕЛЬЮ

ИХ РАЦИОНАЛЬНОГО ВТОРИЧНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Начиная с древнейших цивилизаций, захоронение отходов в сельской местности было сравнительно простым делом. В крупных поселениях обработка твёрдых отходов всегда была усовершенствована. Проблема складирования отходов усложняется по мере увеличения плотности населения. Одновременно наблюдается возрастание количества отходов на единицу площади и уменьшение доли земли, которую можно использовать для накопления этих отходов. По мере развития промышленности появляются новые виды продукции, усложняются и совершенствуются процессы производства, появляются новые синтетические материалы, которые не существовали в природе. Многие из этих веществ абсолютно чужды для окружающей среды и почти не разлагаются ее организмами. С течением времени увеличивается и разнообразие отходов, образующихся в результате все усложняющейся


© Ильина М.Е., 2001

140

человеческой деятельности. Таким образом, история проблемы твёрдых отходов связана в основном с историей развития крупнейших городов.

В экономике природопользования отходы рассматриваются с двух позиций. Во-первых, это недоиспользованное сырьё. Во многих «лежалых» отвалах добывающих предприятий содержание полезных веществ больше, чем в добываемой руде, а на промышленных или коммунальных свалках пропадает большое количество бумаги, пластмасс, металла, дерева. Во-вторых, отходы – один из существенных источников загрязнения окружающей среды вредными или даже опасными веществами, требующими выделения больших средств на ликвидацию последствий загрязнения такого рода. Таким образом, накопление отходов приносит как бы двойной экономический ущерб.

Существует несколько способов ликвидации твёрдых отходов (ТО). Самый радикальный из них – не допускать образования отходов. Но он не решает проблему бытового мусора и отходов конечной продукции. Самый простой и традиционный – захоронение на соответствующих полигонах. Но такой способ расточителен – локализуя отходы, мы теряем безвозвратно ресурсы, содержащиеся в них, и засоряем землю, расположенную вокруг городов. Существует ещё ряд методов утилизации отходов. Приоритетным способом утилизации отходов должен стать метод восстановления ресурсов, т.е. сбора, сортировки, подготовки отходов различных видов для их последующей рециркуляции. Речь идёт о превращении отходов во вторичные ресурсы, однако, в соответствии со вторым законом термодинамики, 100 %-е рециклирование и возвращение в экономическую систему произведённых ею отходов невозможно. [1]

Общая экономическая ситуация на территории РФ привела к недостаточному финансированию данной «отрасли», несовершенству системы тарифообразования, отсутствию возможности для коренного изменения ситуации в целом и тем более для закупки, установки и эксплуатации дорогостоящего импортного и отечественного оборудования. К социальным факторам, отрицательно влияющим на состояние существующей системы санитарной очистки, можно отнести низкую экологическую культуру населения, что не позволяет в настоящее время эффективно внедрить систему селективного сбора ТБО, т. е. систему сбора отходов потребления непосредственно в местах их образования: вблизи жилых зданий, учреждений и предприятий общественного назначения. Отсутствие налаженной системы оперативного контроля за вывозом ТБО, децентрализация управления и финансирования приводят к увеличению стоимости услуг. Практика показывает, что попытки

141

подрядчиков искусственно снизить себестоимость работ по санитарной очистке приводят к образованию несанкционированных свалок, скоплению ТБО на контейнерных площадках и другим проявлениям неконтролируемой эмиссии отходов в окружающей среде [2].

Наша область не является исключением из правила. В настоящее время воздействие хозяйственной деятельности человека на окружающую среду характеризуется всё более возрастающим количеством отходов, их распространением на территории области. Отсутствие в области специализированных предприятий по обезвреживанию, переработке и захоронению ТБО приводит к всё большему распространению практики вывоза отходов на необорудованные должным образом места или накопления на территориях предприятий.

Для совершенствования систем управления санитарной очистки городов РФ, проведения контроля за деятельностью организаций, занятых сбором, транспортировкой и обезвреживанием отходов потребления, осуществления единой экономической политики, а также для качественного изменения ситуации необходимо не только выбрать экономически и экологически оправданные, адаптированные к российским условиям методы и технологии обезвреживания ТБО, но и изменить существующую систему управления отходами, введя функции единого по городу генподрядчика на сбор, транспортировку, переработку и захоронение отходов. Необходимо введение централизованной системы управления отходами, что подтверждается опытом городов различных стран мира.

К решению проблемы накопления отходов целесообразно привлечь, или, по крайней мере, учесть мнение всех заинтересованных сторон, в том числе:

– представительной и исполнительной власти; – населения и общественных организаций; – ведомств государственного контроля (отделения Госкомэкологии, СЭС и т.д.);

– руководителей предприятий по утилизации ТБО (свалок и т.д.); – транспортников; – руководителей предприятий по переработке вторсырья; – представителей СМИ. Однако всю основную работу должны проводить специалисты в

области экологии. В дальнейшем для осуществления тех или иных программ по

утилизации ТБО возможно создание других, более практически

142

ориентированных структур, например муниципальных или кооперативных предприятий по сбору отходов, переработке вторсырья и т.д. Иногда эти структуры могут пересекать административно-территориальные границы: быть межрайонными или межобластными.

В пределах нашей области уже начато формирование ряда комитетов и организаций в области переработки и утилизации отходов. Однако слаженной структуры управления отходами до сих по не существует.

В аспекте решения данной проблемы нами был проведён аудит предприятий области и образующихся на них отходов с целью выявления возможностей для переработки производственных отходов и ТБО непосредственно на территории области. В ходе работы были проанализированы «Проекты лимитов размещения отходов производства и потребления» почти 500 предприятий области. Проекты содержат информацию о деятельности предприятий, видах выпускаемой продукции, технологии, используемой при производстве, составе и количестве образующихся отходов, расчётах нормативных количеств и предложениях по лимитам размещения отходов, а также сведения о наличии на предприятиях методов переработки отходов и в ряде случаев применяемом в технологических процессах оборудовании. Составлена база данных по некоторым разделам. В частности, выборка осуществлялась по отраслям промышленности, видам отходов и оборудованию, находящемуся на предприятиях.

Всю промышленность области можно условно разделить на несколько основных отраслей. Для удобства анализа были выделены следующие отрасли: пищевая, машиностроение и металлообработка, ДРСУ и предприятия, связанные с перевозками, ЖКХ, стекольная, лёгкая, химическая, животноводство и ветеринария, транспорт и хранение нефтепродуктов (НП), производство стройматериалов, всё остальное условно получило название комплексная промышленность.

Ниже приводится характеристика каждой отрасли с точки зрения образования отходов.

1. Пищевая промышленность Самый большой процент в промышленном секторе области

принадлежит именно пищевой промышленности. В этом секторе образуются отходы, которые находят реализацию в секторе сельского хозяйства – в качестве кормов для животных или удобрения на полях. Таким образом, процент отходов, не подлежащих переработке, незначителен. К ним относятся отходы полиэтилена (ПЭ) – упаковочный материал, осадки очистных сооружений, содержимое жироуловителей и

143

ряд других, которые либо вывозят на свалки, либо сжигают в котельных. Отработанный уголь, используемый для подготовки воды, также вывозится на поля.

2. Машиностроение и близкие к ней отрасли Из большого числа промышленных выбросов, попадающих в

окружающую среду, на машиностроение приходится лишь незначительная его часть – 1 – 2 %. В этот объём входят и выбросы предприятий военно-ориентированных отраслей, оборонной промышленности, являющейся значительной составной частью машиностроительного комплекса. Однако на машиностроительных предприятиях имеются основные и обеспечивающие технологические процессы и производства с весьма высоким уровнем загрязнения окружающей среды. К ним относятся:

– внутризаводское энергетическое производство и др. процессы, связанные с сжиганием топлива;

– литейное производство; – металлообработка конструкций и отдельных деталей; – сварочное производство; – гальваническое производство; – лакокрасочное производство. По уровню загрязнения ОС районы гальванических и красильных

цехов как машиностроительных в целом, так и оборонных предприятий сопоставимы с такими крупнейшими источниками экологической опасности, как химическая промышленность; литейное производство сравнимо с металлургией; территории заводских котельных – с районами ТЭС, которые относятся к числу основных загрязнителей. Таким образом, машиностроительный комплекс в целом и производства оборонных предприятий являются потенциальными загрязнителями ОС.

Самыми экологически опасными загрязнителями при металлообработке являются индустриальные масла, металлическая пыль и т.д. Твёрдые отходы машиностроительного производства содержат амортизационный лом (модернизация оборудования, оснастки, инструмента), стружку и опилки металлов, древесины, пластмасс, и т.п., шлаки, золы, шламы, осадки и пыли (отходы систем очистки воздуха и др.), гальваношламы.

В основном, отходы производства (брак, литники) перерабатываются на предприятиях, то есть отправляются на переплавку, а шлаки плавки металлов используются при ремонте дорог. Отходы кислот обычно также перерабатываются прямо на предприятии – нейтрализуются в цехе

144

гальваношламов. Отходы лакокрасочных материалов (ЛКМ) в большинстве случаев сжигают на месте.

В ряде случаев (ОАО «Элеватормельмаш») на предприятиях перерабатываются и отходы полимеров – полиэтилена, полипропилена, капрола). Ветошь и опилки сжигают на установке варки битума или в котельной.

3. ДРСУ, АТП и предприятия, специализирующиеся на перевозках Для всех этих предприятий характерно наличие асфальтобетонных

заводов. Помимо этого для них характерны следующие виды отходов: – отработанные масла – для смазки поверхностей кузовов; – асфальтобетон и отходы сырьевых материалов – на строительные работы;

– ветошь – сжигают в котельной; – автопокрышки – передают населению и на собственные нужды; – опилки, стружка, осадок с мойки автомашин, битум – добавка к основному производственному сырью. Отходы предприятий по перевозке не намного отличаются от

вышеперечисленных. Разница заключается в том, что у этих предприятий нет на балансе асфальтобетонных заводов.

4. Жилищно-коммунальное хозяйство Эти предприятия занимаются водоснабжением, эксплуатацией и

обслуживанием инженерных сетей и сооружений. Кроме того, они занимаются вывозом ТБО и промышленных отходов с подотчетных территорий. Ряд предприятий обезвоживают и брикетируют иловые осадки, компостируют эти осадки совместно с льняной кострой, торфом и опилками и используют ил в качестве удобрений. На свалках отходы пересыпаются либо песком, либо инертными отходами стекольных производств (песок, стеклобой, отходы абразивов, стеклоткани). Для уменьшения пожароопасности принимается шлам станции нейтрализации, осадок пескоуловителей.

Стекольные заводы Все заводы этой отрасли перерабатывают собственные отходы (брак,

стеклобой). Лишь незначительное количество этих отходов отвозят на полигоны. Большинство их, кроме собственного стеклобоя, принимают отходы других предприятий. При этом принимается как стеклобой определённого состава, так и обычный (оконный, тарный).

6. Лёгкая промышленность Характерными отходами для этой отрасли являются обрезки ткани,

очёс, пух, орешек, отдельные волокна, кромка, нитки и т.д. Все эти виды

145

отходов могут перерабатываться как на собственных мощностях, так и передаваться для переработки на другие предприятия в пределах своей области и в другие области. Кроме того, они могут использоваться как удобрение. Из этих отходов можно получить вату, ватин, нетканые полотна.

7. Химическая промышленность В области достаточно много предприятий химической

промышленности. Все они отличаются весьма специфичными видами отходов, что связано со спецификой отрасли. В основном это отходы полимеров, стеклопластиков, композитных мембран, резинотехнические. Часть этих отходов может перерабатываться непосредственно на предприятиях. Есть и такие предприятия, которые перерабатывают не только свои, но и «чужие» отходы.

8. Животноводство и ветеринария Для этих предприятий характерны отходы убоя, падежа и

переработки скота. Перерабатываются они в специальных печах в костную или кератиновую муку. Затем этот продукт используется на местах или продается на другие предприятия в качестве подкормки для животных. Перерабатывать эти отходы можно в печах методом термического обезвреживания или в котлах «Лаопса».

Кроме того, неотъемлемой частью этой отрасли является образование помёта или навоза. Этот вид отходов используется в качестве удобрения на полях. Предварительно навоз можно компостировать, используя в качестве наполнителя торф, опилки и т.д.

9. Транспорт и хранение нефтепродуктов Эти предприятия помимо своей основной деятельности

обеспечивают сбор отработанных масел и осуществляют их отправку на переработку или продажу в качестве дополнительных смазочных материалов.

Ряд предприятий этой отрасли используют в своём хозяйстве отработанные автопокрышки в качестве прокладочного материала и переплавляют отработанные аккумуляторы для выпуска свинцовых пломб.

10. Производство стройматериалов Сюда входят производители кирпича, бетонных блоков, ДСП, ДВП и

фанеры и ряд других. В большинстве случаев это малоотходные производства, так как почти все образующиеся отходы можно вернуть в производственный процесс. Ряд предприятий принимает и отходы со стороны для включения в своё производство.

146

11. Комплексная промышленность В эту категорию отнесены предприятия, в состав которых входят

разные производства, не попадающие под вышеперечисленные категории, например, ОАО «Промсвязь», «Фабрика художественной упаковки» и т.д. Отходы этих предприятий также перерабатываются на местах. Часть предприятий занимается конкретно переработкой вторичных материалов.

Кроме специфических, характерных для той или другой отрасли отходов в каждом секторе образуется некоторое количество общих для всех предприятий категорий отходов. Это так называемые отходы потребления:

– лампы дневного света (отходы, содержащие ртуть); – лом аккумуляторных батарей; – отработанная кислота аккумуляторная (серная); – автомобильные покрышки; – отработанные масла; – отходы, содержащие нефтепродукты; – бой оконного стекла; – отходы абразивных материалов; – пластмассы; – твердые бытовые отходы. Большинство этих отходов требуют для своей переработки

специальных производственных мощностей, которые нерентабельно внедрять на данных производствах. В результате предприятия вывозят эти виды отходов на специализированные предприятия.

Анализ показал, что лишь небольшое количество предприятий в области непосредственно занимается переработкой отходов, но на территории области есть ряд предприятий, которые могут включиться в эту систему: у них есть либо оборудование, необходимое для переработки, либо площади, на которых можно разместить новые линии.

Больше всего образуется бумажных и тканевых отходов. Это отходы как производства, так и потребления. Причём отходы могут быть двух типов: чистые, которые сразу можно запускать в переработку, и загрязнённые (замасленные).

Макулатура, картон в ряде случаев просто сжигаются в котельных или котлах разогрева битума на территории предприятия. Также поступают и с промасленной ветошью.

Промасленную ветошь используют при ремонтных работах в качестве кровельного материала или сдают на переработку на ВЭМЗ.

147

Переработка тканевых отходов сводится к получению ваты, ватина и нетканых полотен.

Достаточно большой процент переработки строительных отходов. Их проще всего заново использовать в строительстве в качестве дополнительного сырья или добавлять в дорожные смеси.

Самый маленький процент возврата в производство для отходов пластиков. Переработке в основном подвергаются только отходы производства, тогда как об отходах потребления просто забывают. Пластики можно использовать в качестве пластифицирующих добавок и наполнителей при строительстве и ремонте дорог, в железобетонных конструкциях. Частичной переработкой пластиков могут заниматься многие предприятия области, имеющие на производстве измельчители, грануляторы, экструдеры, прессы и литьевые машины.

Похожая ситуация и с резинотехническими отходами (РТО). В большинстве своём это отработанные автопокрышки, которые образуются в огромных количествах как на предприятиях, так и в быту. На разных предприятиях РТО используют в основном для благоустройства собственной территории или продают населению для тех же целей. В тех случаях, когда отработанные автопокрышки сдают специализированным предприятиям, возможны несколько вариантов. Чаще всего предприятия продают их региональным отделениям «Вторма», но гораздо выгоднее сдавать автошины непосредственно перерабатывающим предприятиям. Ближайшее к нам такое предприятие находится в г. Чехов Московской области.

Ситуация с металлами самая благоприятная. Лом металлов как чёрных, так и цветных стоит дорого и принимается охотно. В нашей области много предприятий, связанных с литьём металлов, в частности ООО «Спектр» – переплавка алюминиевого лома, ОАО «Элеватормельмаш», ОАО «Меленковский литейно-механический завод», АООТ «Владимирский ремонтно-механический завод», ОАО «Бавленский завод Электродвигатель» (Кольчугино) и ряд других.

С древесными отходами тоже особых проблем не возникает. Опилки, стружка могут использоваться как в качестве удобрений, так и в качестве наполнителя в бетонных смесях, при производстве кирпича (ОАО «Белостолбовский кирпичный завод», Муромский кирпичный завод), для производства гипсоволокнистых плит, ДСП и ДВП (ЗАО «Мебельщик», ЗАО «Буревестник» г. Муром). Более крупные отходы продают населению в качестве дров.

148

Таким образом, в нашей области существует реальный потенциал для создания комплексной структуры управления отходами: как отдельные предприятия, так и мощности для компоновки новых технологических линий. Необходимо создать схему взаимодействия этих предприятий между собой и с предприятиями ЖКХ, занимающимися сбором и транспортировкой ТБО.


1. Экономические основы экологии: Учеб. – СПб.: Специальная литература, 1997– 304 с.

2. Проблема ТБО: комплексный подход. – М.: Эколайн, 1996. – 48 с. Получено: 22.03.01.

Т.А. ТРИФОНОВА, Л.А. ШИРКИН, Н.В. СЕЛИВАНОВА (ВлГУ)

ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ В СИСТЕМЕ ”ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОТХОДЫ – ПОЧВА“

Большинство предприятий теплоэнергетики, металлообрабатыва-

ющей, электротехнической промышленности во Владимирской области имеют собственные шлако- и золоотвалы, хвостохранилища и просто свалки шламовых отходов. Размещаемые на них неутилизированные промышленные отходы характеризуются высокими концентрациями токсичных химических элементов и их соединений, иногда в сотни и тысячи раз превышающими их среднее содержание в биосфере. Особую проблему здесь представляют образующиеся и скапливающиеся на территории предприятий в больших количествах гальваношламы, а также осадки от нейтрализации сточных вод гальванических производств. Складируемые шламовые отходы отличаются высоким содержанием целого комплекса тяжёлых металлов – наиболее токсичных и биогеохимически активных компонентов. Тяжёлые металлы (ТМ) – это в основном элементы первого и второго класса опасности; политропные яды, которые с относительно небольшой избирательностью накапливаются в разных органах и тканях и дают широкий спектр патологических симптомов. По токсичности, присутствию в современной окружающей среде и промышленных отходах может быть выделена приоритетная


© Трифонова Т.А., Ширкин Л.А., Селиванова Н.В., 2001

149

группа тяжёлых металлов, среди которых: свинец, хром, медь, цинк, марганец, никель, кобальт, а также железо.

Как правило, существующие хранилища и площадки не приспособлены для хранения металлсодержащих отходов; в результате возникают источники повторной эмиссии и техногенных полиметалльных аномалий ТМ. Поэтому особую значимость приобретают исследования техногенной трансформации и миграции тяжёлых металлов в системе «промышленные отходы – почва».

Настоящая работа посвящена изучению закономерностей миграции вносимых в почву с промышленными отходами наиболее токсичных 3d-элементов и свинца с поверхностным и внутрипочвенным стоком. Задача в сущности заключается в исследовании отклика системы на миграционные процессы C = f (x,t), т. е. в характеристике изменения содержания металлов C в почве по глубине x и по времени t, трансформации отходов и механизмов перераспределения ТМ.

Для этого на неиспользуемой в хозяйственной деятельности территории был заложен полигон и внесён гальваношлам. Полигон заложен в нижней части склона на серой лесной слабоглееватой почве. По механическому составу – среднесуглинистая. Почва плотная, комковатая, по профилю видна обогащенность крупной пылью и обедненность илистыми частицами. Верхний горизонт хорошо оструктурен, но после дождей быстро уплотняется. Почва характеризуется большой мощностью гумусового горизонта A1 (около 24 см) и высоким содержанием гумуса (3,5 %). Нижележащий горизонт (А1А2) – комковатой структуры, белесый, с охристыми пятнами, встречаются корни.

Миграция металлов изучалась в условиях естественного (природного) режима увлажнения. Валовое количество тяжелых металлов, внесённых с гальваношламом на единицу площади, представлено в таблице.

Количество металлов (Ме+z), г/м2

Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Pb 124,5 16,2 1181,0 0,6 37,0 165,2 272,3 3,5 Для выявления радиальной миграции ТМ образцы почвы отбирались

на территории полигона с разных глубин таким образом, что были охвачены все генетические горизонты в пределах верхнего полуметрового слоя почвенного профиля. Пробы отбирали через различные промежутки времени в течение двух лет и анализировали на содержание Cr, Mn, Fe, Co,

150

Ni, Cu, Zn, Pb рентгено-флуоресцентным методом на спектрометре «Спектроскан». На содержание твердых металлов исследовались также образцы растений, образующих растительный покров полигона.

Проведённый анализ показал, что по абсолютному количеству тяжёлых металлов, выщелачиваемых из шлама с кислыми (pH ≈ 4,5) фильтрационными водами, элементы располагаются в следующем порядке: Fe > Zn > Cr > Ni > Cu > Mn > Pb > Co. Наибольшее содержание в потоке тяжелых металлов Fe, Zn, Cr. На их долю в суммарном потоке тяжёлых металлов приходится около 80 %. Однако по интенсивности миграции тяжелых металлов из гальваношлама ведущие позиции занимают Cu, Pb, Zn, Ni – элементы, обладающие наибольшей относительной атомной массой и характеризующиеся ярко выраженными металлическими свойствами. Это означает, что в условиях полиметалльного загрязнения различные химические элементы в техногенной миграции изначально играют неодинаковую роль (ведущую или подчинённую) и имеют различную степень подвижности. Так, например, цинк относится к элементам первого класса опасности и доминирует по абсолютному количеству и по интенсивности выщелачивания, следовательно, этот элемент представляет наибольшую угрозу как поллютант. В то же время марганец и кобальт в шламе и в почве проявляют себя как малоподвижные элементы.

Вынос тяжёлых металлов из отходов в почву происходит настолько интенсивно, что шлам способен создавать эффект «ударного загрязнения», когда за короткий срок идёт внос в почву большой массы поллютантов (ТМ). Максимум потока наблюдается на начальных этапах выщелачивания (первые 3 – 4 месяца), здесь шлам теряет около 10 % тяжелых металлов от их валового содержания. Для сравнения, ко второму году шлам потерял всего около 50 % массы всех тяжёлых металлов. Поэтому функция отклика C = f (x,t) носит «импульсный» характер, то есть в почвенном профиле в определенный момент отмечается «возмущение» концентраций ТМ. На диаграмме (рис. 1) отражено изменение суммарного показателя загрязнения в верхнем полуметровом почвенном слое полигона по времени.

Уже через 2,5 месяца после внесения шлама содержание тяжёлых металлов в почве возросло на 10 – 20 %. Пик загрязнения наблюдался на следующий год (рис. 1), когда при относительно небольшом количестве металлов, внесённых с гальваношламом, уровень загрязнения ТМ в гумусовом горизонте достиг опасного уровня – Zc = 98,9 (рис. 2).

151

Серая лесная почва характеризуется большой мощностью гумусового горизонта и высоким содержанием гумуса. Биологический круговорот поставляет в почву много органических кислот, которые не могут полностью нейтрализоваться. В результате в верхней части почвы образуется кислая среда (4,5 < pH < 5,5), обусловливающая энергичное кислое выщелачивание тяжёлых металлов из шлама.

73325

728

27,4

63,9

1,5

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0 Zc

сут Рис. 1. Суммарный показатель загрязнения верхнего

полуметрового слоя почвы полигона.

0,0

50,0

100,0

Zc

73 сут 1,6 1,3325 сут 98,9 6,9728 сут 42,3 3,4

A1 A1A2

Рис. 2. Динамика загрязнения тяжёлыми металлами по горизонтам

152

Сравнительный анализ содержания гумуса, скорости перераспределения ТМ и фильтрации позволяет утверждать, что не столько скорость фильтрации, сколько почвенное органическое вещество верхних органогенных горизонтов играет ведущую роль в регулировании потоков миграции металлов. Тяжёлые металлы вступают во взаимодействие с почвенным органическим веществом. Это взаимодействие носит равновесный характер – реакции обратимы и при снижении pH промывных вод равновесие смещается в сторону образования ионов тяжелых металлов, мигрирующих в нижележащие горизонты (см. рис. 2). Поэтому барьерные функции органического вещества по отношению к тяжёлым металлам не стоит переоценивать. Оно снижает скорость перераспределения металлов, но не прекращает его полностью, что видно по данным опыта (см. рис. 2).

В условиях естественного режима увлажнения радиальная миграция металлов доминирует (см. рис. 2) и может быть существенной для целого ряда элементов: Zn, Cr, Fe, Pb, Ni. Причём поток этих элементов не ограничивается верхним полуметровым слоем профиля серых лесных почв, тем самым создавая реальную угрозу загрязнения грунтовых вод.

Изменения произошли как на химическом, так и на биологическом уровне даже при относительно небольшом количестве внесённых промышленных отходов. Содержание Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Pb в растениях полигона возросло относительно фонового уровня на 20 – 70 %.

Анализ содержания металлов в почвенном профиле, а также выявленная транслокация тяжелых металлов в растения указывают на то, что почва полигонов претерпела трансформацию от природной до природно-техногенной. В исследуемом полигоне отражена большая степень преобразования исходных почв техногенными процессами. Таким процессом в системе «промышленные отходы – почва» и является техногенная миграция тяжёлых металлов, которая, характеризуется собственной спецификой, требующей дополнительного изучения.

В серии лабораторных и полевых экспериментов установлено, что техногенная миграция – это неравновесный, динамичный процесс, тесно связанный с закономерностями физико-химической миграции элементов, однако полностью к ней не сводится. Техногенное перераспределение тяжёлых металлов, вносимых с отходами, имеет более сложную природу.

Ряд параметров металлсодержащих отходов не соответствует физико-химическим условиям почв – искусственные химические соединения металлов, их высокое содержание и сочетание (полиметалльность) в отходах не характерны для почв и обладают

153

свойствами, неизвестными у природных материалов. Отходы, попадая на поверхность почв, изменяют их химический состав, нарушают и естественную физико-химическую миграцию элементов, сложившуюся в природных условиях. Почвы, подверженные воздействию металлсодержа-щих отходов, трансформируются в ряду: природные почвы → техногенно-природные почвы → природно-техногенные почвы → технозёмы.

Наглядным отображением естественной физико-химической миграции элементов является обычно выраженная дифференциация почвенного профиля на горизонты с особыми физико-химическими условиями. В свою очередь, техногенное перераспределение тяжёлых металлов связано со структурой почвенного профиля, но полностью её не повторяет. Высокая интенсивность, зональность и «дискретность» потока ТМ создают особую картину чередования максимумов и минимумов, участков с характерными стационарными процессами: аккумуляции и вторичного выщелачивания металлов. В результате аномалии тяжёлых металлов могут возникать на различных участках почвенного профиля.

Отличительной особенностью техногенной миграции является также усиленная мобилизация тяжелых металлов из отходов и почв, то есть увеличение интенсивности их поставки и миграции по почвенному профилю, например, в результате действия кислых дренирующих вод. Таким образом, в профиле формируется техногенный поток рассеяния тяжёлых металлов. Следовательно, почву здесь следует рассматривать не только как депонирующую, но и как транзитную среду. Получено: 22.01.01.

Л.А. ШИРКИН (ВлГУ)

ТЕХНОГЕННАЯ МИГРАЦИЯ ТОКСИЧНЫХ КОМПОНЕНТОВ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ В ПОЧВЕ: ФАКТОРЫ И КИНЕТИКА

На территории Владимирской области имеется большое количество

площадок, занятых под промышленные отходы: шлако- и золоотвалы, хвостохранилища и просто свалки шламовых отходов, которые зачастую расположены в пределах городских или агроландшафтов. Эти площадки и прилегающие к ним территории классифицируют как природно-техногенные или техногенные ландшафты (экосистемы), в которых биологический круговорот и физико-химические процессы частично или


© Ширкин Л.А., 2001

154

полностью трансформированы искусственными телами – металл-содержащими промышленными отходами. Одним из главных механизмов наблюдаемой трансформации является техногенная миграция тяжёлых металлов в системе «промышленные отходы – почва», среди которых приоритетными являются: свинец, хром, марганец, никель, кобальт, медь, цинк, а также железо. Особенно высокие концентрации тяжёлых металлов наблюдаются в гальваношламах и осадках нейтрализации очистных сооружений гальванических производств. Поэтому изучение отходов этого типа, их влияния на почвенный покров экосистем и закономерностей техногенной миграции ТМ представляет научный и практический интерес.

Миграция тяжёлых металлов исследовалась в условиях полиметалльного загрязнения в системе «гальваношлам – серые лесные почвы» с использованием данных химического анализа и электрокинетических измерений, дающих информацию о перераспределении поллютантов в динамике – в зависимости от глубины x и времени t. Для чего был смоделирован реальный почвенный профиль среднесуглинистой серой лесной почвы, включающий два горизонта: горизонт, содержащий физическую глину (А1А2+А2В) и гумусовый горизонт (А1), на поверхость которого был внесён слой гальваношлама.

Наибольший вклад в поток тяжёлых металлов дают Zn, Cr, Fe (рис.1). На их долю в суммарном потоке тяжёлых металлов приходится около 80 %. Эти элементы можно считать ведущими, так как они в больших количествах растворяются в дренирующих водах, влияют на кислотно-щелочные условия и, следовательно, на интенсивность миграции и на распределение по почвенному профилю других химических элементов. Однако полиметалльный характер загрязнения приводит к тому, что на отдельных участках почвенного профиля могут образовываться разнообразные по составу аккумуляции. Следовательно, опасность здесь представляют не только ведущие элементы, но и элементы, занимающие подчинённое положение – Cu, Ni, Pb. Они выщелачиваются из гальваношлама в меньших количествах (см. рис. 1), а по интенсивности миграции могут превосходить цинк, железо и хром.

Выщелачивание металлов из гальваношлама происходит неравномерно по времени. Вынос основной массы ТМ приходится на начальные этапы выщелачивания (с 4-е по 12-е сутки), создавая тем самым эффект «ударного загрязнения». Причём максимум потока фиксируется уже на 5–7-е сутки, после чего интенсивность выноса ТМ постепенно спадает по экспоненциальному закону. Параметры потока тяжёлых металлов зависят не только от химической природы рассматриваемого

155

элемента, но и от внешних факторов – в первую очередь от интенсивности фильтрационного потока, кислотно-щелочных условий (pH), складывающихся как в самих отходах, так и в окружающей почвенной или водной среде; от полиэлементного характера (полиметалльность) химического загрязнения и др. Оценки на основе экспериментальных данных периода полуудаления металлов из гальваношлама с кислыми промывными водами лежат в пределах: от 4 месяцев – для меди, свинца и цинка; до 2 лет – для марганца. Никель и хром также обнаруживают высокую подвижность, их период полуудаления составляет около 4,6 месяцев. Это означает, что в кислой среде шлам способен оказывать длительное негативное воздействие на почву. Параметры выноса тяжёлых металлов реально можно наблюдать и в супесчаной дерново-подзолистой почве, где в верхней части почвенного профиля реализуется периодически промывной (или промывной) режим, а также кислая и даже сильнокислая среда, обусловливающая энергичное кислотное выщелачивание элементов.

Pb0.2%

Zn37.6%

Cu9.6%

Ni7.7%

Fe22.3%

Mn0.3%

Cr22.3%

Рис. 1. Вклад элементов в суммарный поток тяжёлых металлов, выщелачиваемых из

гальваношлама с кислыми фильтрационными водами. Перераспределение тяжелых металлов в почвенном профиле имеет

более сложную природу, чем в случае шламовых отходов. Данные замеров электропроводности указывают на то, что миграция растворимых форм ТМ по почвенному профилю протекает интенсивно и во времени измеряется считанными неделями и даже сутками (рис. 2). Здесь проявляется эффект «анионного выноса катионов», когда наблюдается одновременное действие двух сопряжённых процессов: 1) аккумуляция ТМ на определённых участках почвенного профиля; 2) их вторичное выщелачивание с кислыми промывными водами, содержащими подвижные (мобильные) анионы.

156

Изолинии формируют развитую сложную структуру перераспределения ТМ, отражающую различные стадии процесса (рис. 2). В условиях опыта 30-сантиметрового уровня загрязнённый фильтрат достиг приблизительно за 9 суток, а перераспределение основной массы тяжёлых металлов, выщелоченной из шлама с кислыми промывными водами, заняло около 3 недель.

data

4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

20

15

15

1515

10

10

10

10

101010

55

5

5

5

5

5

5

5

0

3

6

9

12

15

18

21

24

27

сут см

Рис. 2. Контурная диаграмма перераспределения подвижных форм ТМ по почвенному профилю: А1 (0–15 см) → А1А2+А2В (15–30 см). ∑z [Mez+] / ∑z [Mez+]ф = f (x,t)

Миграция тяжёлых металлов носит зональный характер. Так, в

условиях опыта выделено пять различных зон – участков, с присущими им особенностями миграции элементов. В этих участках почвенного профиля реализуются характерные стационарные процессы перераспределения ТМ, обусловленные различным сочетанием факторов взаимодействия «почвенный раствор – твёрдая фаза»: физико-химических (состав горизонтов и их различная реакция на низкий pH промывных вод), водно-физических (водопроницаемость, влагоёмкость).

Разнообразие стационарных процессов, состояний, складывающихся на отдельных участках, приводит к тому, что миграция тяжёлых металлов по почвенному профилю в целом крайне неоднородна и отличается дискретностью или квантованностью. То есть в равновесном почвенном растворе верхних горизонтов можно наблюдать ряд чередующиеся резких возмущений концентрации подвижных тяжелых металлов – 10–100-кратное превышение относительно фона. В этих участках создаётся наибольшая угроза микробиоте и корневой системе растений. Один из

157

таких опасных участков находится на границе почвенных горизонтов (рис.2). Различие в физико-химических и водно-физических свойствах почвенного вещества обусловливает диссонанс в потоках, который проявляется в резком скачке на границе почвенных горизонтов кривых распределения влажности, тяжёлых металлов и др.

Очевидно, что перераспределение веществ в отдельных горизонтах имеет различный характер: как скорость фильтрационного потока, так и скорость миграции ТМ претерпевают изменение от горизонта к горизонту, причём скорость миграции ТМ оказывается меньше соответствующих скоростей фильтрации (см. таблицу).

Кинетические параметры перераспределения ТМ в профиле серой лесной почвы

Горизонт Содержание гумуса, %

Скорость фильтрации vф, см/сут

Средняя скорость

миграции ТМ vм, см/сут

Среднее время пребывания ионов ТМ τ, сут.

vм / vф, %

A1 3,17 5,7 3,7 4,0 64,9 A1A2+A2B 1,66 7,5 7,1 2,1 94,7

Перенос ТМ происходит через почвенный раствор (диффузия) и

вместе с движущимся почвенным раствором (течение, вымывание), однако скорость потока поллютантов контролируется не только скоростью фильтрации, сорбционными свойствами почв и грунтов, но и специфическими особенностями техногенной миграции химических элементов в системе «промышленные отходы – почва». Поэтому, создавая физико-химическую модель техногенной миграции для оценки и прогноза загрязнения, следует учитывать комплекс факторов, включающий: 1) Формирующийся в отходах поток ТМ приводит к возникновению в профиле техногенного ореола рассеяния, с особой картиной распределения металлов, обусловленной зональностью и дискретностью техногенной миграции ТМ; 2) Высокая интенсивность миграции ТМ может быть вызвана как катионным (кислотное выщелачивание Mez+), так и анионным (эффект анионного выноса катионов с мобильными SO4

2-, NO3-) составом

фильтрационных вод; 3) Сложный состав отходов и реализуемый полиметалльный характер загрязнения определяет изначально неодинаковую роль металлов: ведущие и занимающие подчинённое положение элементы, имеют различную интенсивность миграции и образуют аккумуляции различного состава.


158

Н.В. СЕЛИВАНОВА, Т.А. ТРИФОНОВА (ВлГУ)

УТИЛИЗАЦИЯ ШЛАМОВЫХ ОТХОДОВ, СОДЕРЖАЩИХ ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ

Осадки и шламы гальванопроизводств образуются практически на

всех предприятиях металлобработки и машиностроения. Объемы таких отходов достаточно велики, а коэффициент использования мал, что связано со сложностью их состава и высоким содержанием в них различных токсикантов, прежде всего соединений тяжелых цветных металлов. Подобные отходы 3-й и 4-й категории опасности в настоящее время складируются на специальных полигонах, шламонакопителях либо непосредственно на территории предприятий, создавая реальную опасность вторичного загрязнения окружающей среды (почвы, поверхностных и грунтовых вод).

Нами проведен анализ шламов в двух шламонакопителях, а также текущих шламов трех крупных металлообрабатывающих предприятий. Установлено, что содержание тяжелых металлов в них может представить промышленный интерес, так как содержание их в шламах выше, чем в специально добываемых рудах: так, содержание, в % от сухого, составляет хрома 1,8 – 2,5; меди 0,8 – 1,4; цинка 2,6 – 5,9; никеля 1,1 – 1,6; другие цветные металлы содержатся в значительно меньших количествах.

С учетом результатов проведенного анализа за основу разрабатываемой технологии принята схема кислотного выщелачивания ионов тяжелых металлов (ИТМ) с последующей их селективной сорбцией: принципиальная схема переработки приведена на рис. 1.

Первый этап технологии – обезвреживание гальваношламов путем максимального выщелачивания из них ИТМ. Отработка оптимальных параметров выщелачивания проведена на текущих шламах. Химический состав по влажному шламу следующий, %

цинк – 0,68 железо – 0,01 хром (Ш) – 0,85 марганец – 0,028 медь – 0,3 кадмий – 0,005 никель – 0,71 кальций – 9,5

Кроме того, в шламах присутствуют сульфат-ионы (15,22 г/кг), хлорид-ионы (20,5 г/кг) и другие ингредиенты. Промышленную ценность представляют только никель, цинк, хром и медь. Остальные металлы могут извлекаться попутно с ними.


© Селиванова Н.В., Трифонова Т.А., 2001

159

В результате проведенных экспериментов установлено, что наибольшее влияние на эффективность выщелачивания оказывают такие параметры, как температура, концентрация и тип кислоты, время выщелачивания, соотношение Т:Ж.

сорбенты

Накопитель гальваношламов

Кислотное выщелачивание

ИТМ

Фильтрация

Селективная сорбция ИТМ

Селективная регенерация сорбентов

Подготовка фильтрата к сорбции

Сушка осадка

раствор

Получение стройматериалов

Получение товарной продукции

десорбаты

Катодные металлы (Cu, Ni)

ZnO2, NiSO4

Na2CrO4 (30 % р-р)

Рис. 1. Схема безотходной переработки гальваношламов

На рис. 2 приведены результаты по выщелачиванию хрома в

оптимальных условиях. С другими металлами получены аналогичные зависимости.

Условия проведения опытов: Отношение твердого к жидкому 1:3; Тип кислоты: серная; Концентрация кислоты: 15 %; Время выщелачивания 30 мин.

В целом, можно отметить, что в оптимальных условиях суммарный

выход растворенных веществ составил 96,7 %, при этом степень извлечения ИТМ в раствор выщелачивания составляет 85 – 95 %.

160

Рис.2. Зависимость суммарного выхода растворенных веществ γ и степени извлечения хрома ε от температуры:

суммарный выход растворенных веществ (γ); степень извлечения хрома в раствор выщелачивания (ε)

Следующий этап технологии – утилизация цветных металлов из

растворов кислотного выщелачивания, что достигается сорбционными методами. Основные стадии второго этапа следующие:

– удаление взвешенных твердых частиц; – очистка от нефтепродуктов и СПАВ; – специальная последовательная подготовка раствора от выщелачивания и селективная сорбция ИТМ в последовательности: цинк, хром (VI), медь, никель;

– десорбция ИТМ с целью получения селективных концентрированных элюатов, которые могут быть возвращены обратно в технологический цикл для приготовления электролитов либо из этих элюатов выделяют товарную продукцию. Разработанная технология позволяет выделить медь и никель в виде

солей или катодных осадков, цинк в виде оксида, хром – в виде 30 %-го раствора хромовой кислоты или хромпика. Сорбция хрома (VI) проводится на сильноосновном анионите АМ-п. Исследованиями установлено, что оптимальное значение рН при сорбции хрома составляет от 1 до 6 (рис. 3).

На рис. 4 приведены данные по десорбции хрома щелочно-солевыми растворами. Отмечена достаточно эффективная десорбция хрома (VI) с требуемой степенью десорбции. Селективная сорбция цинка (в анионной форме) после соответствующей подготовки раствора осуществляется на сильно-основном анионите при рН 2 – 4. Селективная сорбция меди проводится при рН 3 – 4 на амфолите, а сорбция никеля – после специальной обработки раствора при рН 7 на карбоксильном катионите.

161

Десорбция металлов осуществляется растворами серной кислоты различной концентрации. Элюаты направляются в основное производство для приготовления растворов электролитов либо на электролиз с целью выделения катодных осадков металлов, либо на участок для получения солей гидроксидов металлов.

0

20

40

60

80

100

120

140

160

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 рН

Емкость по

Cr (

VI), мг/г

Рис. 3. Влияние рН на сорбцию хрома (VI) анионитом АМ-п

в ОН-форме. Сравн. = 0,85 г/л

0

5

10

15

20

25

30

35

1 2 3 4 5Пропущено раствора, об./об сорбента

Концентрация

Сr (

VI) элю

ате,

г/л

Рис. 4. Выходная кривая десорбции хрома (VI) раствором

5 %-го NaОН + 10 %-го NаCl. Скорость пропускания 1 об./об. сорбента в час

Третий этап технологии – утилизация осадка от выщелачивания. Экспериментами установлено, что обезвреженный от ИТМ осадок с влажностью 65 % можно использовать в качестве присадки в производстве строительных материалов – железобетонных плит и балок (при этом шлам на 3 – 5 % заменяет цемент), в производстве кирпича (добавка шлама не

162

должна превышать 3 %, при этом температуру обжига кирпича можно снизить на 10 – 15 °С), в производстве некоторых теплоизоляционных материалов, декоративно-облицовочных плиток, цветных стекол и других.

Следует отметить, что при разработке данной технологии предусмотрено использование новых селективных отечественных сорбентов. Комплексная технология предназначена для переработки лежалых и текущих шламов с различным содержанием ИТМ. При некоторой корректировке она может быть использована для очистки сточных вод от ионов тяжелых цветных металлов [1].

За последние годы природоохранными органами и научно-исследовательскими организациями уделено большое внимание на утилизацию обезвоженных осадков, содержащих ТМ, с целью использования их в качестве присадков при приготовлении строительных материалов (красного кирпича, цветной черепицы, грунтовок и т.д.), а также в дорожном строительстве. Однако в случае присутствия хрома, все эти технологии не экологичны, так как при температуре 850 – 900 °С хром (III) переходит в хром (VI), то есть в растворимые соединения [2, 3]. Недопустимо также использование осадков, содержащих гидроксиды хрома, при производстве керамзита и цемента.

Весьма перспективны способы извлечения цветных металлов из шламовых осадков методами кислотного выщелачивания с последующим коллективным катодным осаждением металлов. Недостатком этих способов является то, что не всегда удается получить селективные катодные осадки, что снижает их стоимость.


1. Селиванова Н.В., Смотрова С.П., Трифонова Т.А. Локальная очистка сточных вод гальванического производства с утилизацией цветных металлов // Экологичность технологических процессов и охрана окружающей среды.: Сб. ст. – Одесса, 1997. – 157 с.

2. Краснов Н.С., Варламова С.И. Утилизация отходов гальванического производства // Материалы семинара Государственное управление и нормативно-правовая основа обращения с отходами. –М.:МЦОС.1999. – с. 27 – 29.

3. Лакокрасочные материалы и их применение. / В.М. Макаров, Г.В.Якунина, Г.М. Гайдученя, И.Л. Гершликович // Железооксидные пигменты из отходов гальванических производств. – М.: Химия. 1988. – с. 69 – 70.


163

IV. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

УДК 37.01; 018

Т.А. ТРИФОНОВА, С.М. ЧЕСНОКОВА (ВлГУ)

СИСТЕМА И СТРАТЕГИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ ВО ВЛАДИМИРСКОМ ГОСУДАРСТВЕННОМ УНИВЕРСИТЕТЕ В XXI ВЕКЕ

Чтобы обеспечить существование на нашей планете человека как

развивающегося вида, общество должно опираться не только на новую технологическую основу производственной деятельности людей, но и на глубокое понимание и осмысление места человечества в окружающем мире. Поэтому среди конкретных задач в достижении устойчивого развития цивилизации приоритетное значение приобретает в XXI в. экологическое образование.

Цель экологического образования в XXI в. – формирование экологической культуры личности и общества. Важнейшими компонентами экологической культуры являются: глубокие экологические знания и умения, экологическое мышление, экологическое мировоззрение, экологически оправданное поведение, ценностные ориентации.

Одно из основных достижений коллектива кафедры экологии Владимирского государственного университета за прошедшее десятилетие – создание системы и разработка стратегии экологического образования в университете. Предлагаемая система экологического образования строится на следующей системе ценностей:

– универсальная ценность природы; – человек – органическая часть природы; – согласование потребностей личности с биологическими и экологическими потребностями человека и возможностями природы. Выражением экологической культуры является экологически

оправданное поведение, реализуемое путем активного привлечения студентов к решению местных экологических проблем при выполнении ими учебно-исследовательских и научно-исследовательских работ.

Система экологического образования в ВлГУ основана на использовании принципов междисциплинарности и гуманитарности при преподавании дисциплины. В рабочих программах для студентов


© Трифонова Т.А., Чеснокова С.М., 2001

164

различных специальностей университета отчетливо выделены два аспекта экологического образования:

1. Базовые понятия науки об окружающей среде, основные экологические закономерности, антропогенное влияние и сохранение устойчивости биосферы.

2. Прикладной аспект, тесно связанный с будущей профессией, сферой деятельности специалиста.

Специалистам XXI в. предстоит колоссальная работа по экологизации промышленности, сельского хозяйства, экономики, всего хозяйственного уклада, а также образа жизни каждого члена общества. Исходя из этого, задача экологического образования в вузах – формирование у будущих специалистов экологически грамотного подхода к решению профессиональных вопросов и навыков решения конкретных экологических проблем (региона, предприятия, города, посёлка и т.п.) в процессе выполнения ими учебно-исследовательских и научно-исследовательских работ, участия в деловых играх и в анализе модельных или реальных экологических ситуаций, а также формирование экологической этики и экологического образа жизни.

В государственных стандартах образования для всех специальностей при изучении экологии предусматривается рассмотрение основных закономерностей действия экологических факторов на живые организмы, законов функционирования экосистем и анализ глобальных экологических проблем, связанных с загрязнением биосферы. Однако успешное преодоление глобального экологического кризиса связано прежде всего с решением локальных экологических проблем. Поэтому с нашей точки зрения, при изучении экологии будущие специалисты должны быть ознакомлены с приоритетными региональными и локальными проблемами и должны принимать непосредственное активное участие в решении этих проблем в рамках учебного процесса, научно-исследовательской работы и участия в работе научно-практических конференций по экологическим проблемам региона.

С этой целью на кафедре экологии Владимирского государственного университета создается компьютерная база данных об экологической обстановке во Владимире и Владимирской области, проводится анализ экологической ситуации в регионе, выделяются наиболее приоритетные экологические проблемы и пути их решения, а также рекомендуемые методы изучения их в учебном курсе «Экология».

Для проведения учебно-исследовательских работ студентов по региональным экологическим проблемам создан лабораторный

165

экспериментальный комплекс, включающий приборы и оборудование для исследования влияния физических, химических и биологических факторов на живые организмы и экосистемы.

В лабораторном практикуме при выполнении учебно-исследовательских работ, связанных с региональными экологическими проблемами, наиболее удачно реализуется интеграция экологии с другими естественно-научными дисциплинами (химией, географией, биологией, физикой, математикой), а также с информатикой и другими дисциплинами, изучаемыми в вузах.

На кафедре разработана система оценки и мониторинга загрязнения объектов окружающей среды, включающая:

– интегральную оценку качества среды обитания методами биоиндикации и биотестирования (определение фитотоксичности, микробиологической активности почв, дафниевого теста);

– лихеноиндикацию загрязнения воздуха и определение зон сапробности водоемов по видовому составу макрофитов;

– экспрессное определение наиболее приоритетных химических загрязнителей тест-методами;

– выявление наиболее приоритетных источников загрязнения изучаемого объекта;

– разработку мероприятий по способам уменьшения антропогенной нагрузки на исследуемые объекты или их детоксикации. Для методического руководства работой студентов на кафедре

изданы лабораторные практикумы по химическим, физико-химическим и биологическим методам контроля объектов окружающей среды, в которых реализуется принцип интеграции экологии с химией, физикой, биологией, математикой и другими дисциплинами.

Широкое привлечение студентов к научно-исследовательской работе способствует более глубокому осмыслению основных законов экологии и воспитанию бережного отношения к окружающей среде, выработке у них экологического мышления и экологической этики.

На кафедре разработан учебно-методический комплекс для интегрированного изучения экологии с учётом региональных экологических проблем для студентов всех специальностей университета, состоящий из пакета рабочих программ, методических пособий по исследованию объектов окружающей среды, деловых игр, заданий для тестового контроля, заданий для проведения экологических олимпиад студентов, разбора модельных экологических ситуаций.

166

Большое внимание на кафедре уделяется активизации познавательной деятельности студентов в процессе изучения экологии. Для этого широко внедряются новые методы обучения:

– проведение коллективных учебных исследований объектов окружающей среды на лабораторных занятиях (определение токсичности снежного покрова, фитотоксичности почв различных районов города, определение зон сапробности водоемов и т.д.);

– статистическая обработка и обсуждение полученных результатов; – организация итоговых научно-практических конференций

совместно с преподавателями и сотрудниками кафедры; – выполнение студентами индивидуальных заданий

исследовательского характера вместо традиционных, классических лабораторных работ;

– реферативная работа по заданию кафедры, либо различных организаций. В учебном процессе на кафедре широко используются новые

информационные технологии и тестовый контроль знаний студентов, что позволяет реализовать переход к созданию современных систем адаптивного обучения, так как тесты являются самыми гуманными и корректными средствами измерения знаний студентов.

Тестовый контроль используется на кафедре для оценки уровня экологических знаний студентов, приступающих к изучению дисциплины, текущего контроля знаний в течение семестра, итогового контроля знаний по завершению изучения дисциплины и при проведении экологических олимпиад студентов.

При расширении компьютерной базы кафедры планируется переход на автоматизированную систему тестового контроля знаний по всем дисциплинам естественно-научного профиля.

Рабочие программы по экологии составлены с учётом будущей профессии студентов, особенностей экологической ситуации в регионе и интегрирования экологии с другими естественно-научными дисциплинами. Эти программы направлены на преодоление пассивного отношения студентов к вопросам охраны окружающей среды и на формирование у будущих специалистов экологически грамотного подхода и активной жизненной позиции к решению профессиональных вопросов, экологической этики и экологического мировоззрения.

Для тиражирования опыта кафедры в преподавании экологии и дальнейшего совершенствования экологического образования всех уровней в регионе и развития учебно-методического комплекса

167

целесообразна организация на базе ВлГУ регионального научно-производственного центра и регионального координационного центра по проблемам экологического образования и регулярное проведение научно-практических семинаров по проблеме регионального экологического образования работников высших, средних специальных заведений, учреждений внешкольного образования и средних общеобразовательных школ.

Основными структурными подразделениями научно-производственного центра экологического образования (РНПЦ ЭО) могут быть учебные и научно-исследовательские лаборатории кафедры экологии Владимирского государственного университета, спецлаборатории Владгоскомэкологии, Владимирского муниципального предприятия «Водоканал» и других крупных предприятий г. Владимира.


О.Н. САХНО, Т.А. ТРИФОНОВА (ВлГУ)

ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ, ЕГО ОСОБЕННОСТИ, ЦЕЛИ И ПУТИ ИХ ДОСТИЖЕНИЯ

Экологическое образование представляет собой непрерывный

процесс обучения, воспитания и развития личности, направленный на формирование системы научных и практических знаний и умений, ценностных ориентаций, поведения и деятельности, обеспечивающих ответственное отношение к окружающей социально-природной среде и здоровью. В отличие от образования в области других предметов экологическое образование характеризуется рядом особенностей.

Во-первых, конечной целью экологического образования можно назвать формирование экологического сознания и гражданской позиции личности. Обязательным этапом обучения является овладение экологическими знаниями и формирование умений. Однако применительно к экологическому образованию, достижение этих целей – важное, но все-таки промежуточное звено. Если человек, даже экологически грамотный, не способен к осознанной экологической деятельности, не руководствуется в своих поступках экологической целесообразностью, то экологическое образование утрачивает изначальный смысл и значение. Основной целью экологического


© Сахно О.Н., Трифонова Т.А., 2001

168

образования считается формирование экологической культуры через систему экологических знаний.

Во-вторых, экологическое образование должно иметь действенный характер, проявляться не столько в эрудиции, сколько в поступках. Целью экологического образования является формирование не только экологической культуры, но и развитие культуры экологически оправданного поведения. Это включает в себя как неотъемлемую часть воспитание стремления к активной деятельности по охране окружающей среды, нетерпимого отношения к людям, наносящим вред природе, стремления к активной пропаганде экологических идей, личному участию в практических делах.

В-третьих, что характерно для экологического образования – это его комплексность, так как невозможно обособление экологии в границах одной образовательной области. Если раньше экология была составной частью биологии, то в настоящее время она выделилась как самостоятельная наука, дающая целостную экологическую картину мира. Целостность восприятия обеспечивается тем, что экология включает в себя данные множества других наук: химии, биологии, физики, географии, математики, философии и др. В связи с этим курс экологии достаточно сложен для школьников, необходимо раннее привлечение учащихся к осознанию необходимости изучения экологии, подготовка их к восприятию предмета. Это возможно лишь через создание системы непрерывного экологического образования.

Эта система, внедряемая в течение ряда лет в школе № 17, включает в себя 3 этапа достижения общей цели. На первом этапе осуществляется ознакомление с экологическими понятиями в младших классах. С этой целью в 1 – 3 классах дети обучаются по учебникам А.А. Плешакова и проводится факультатив «Планета загадок». На данном этапе формируются начальные ценностные ориентации, мотивы экологически оправданного поведения, воспитываются эмоциональная отзывчивость и сопереживание к различным объектам природы и человеку. На втором этапе, в среднем звене (5 – 9-е классы), осуществляется экологизация базовых учебных предметов, введен курс экологии в 9-х классах. На заключительном этапе (10 – 11-й классы) практикуется включение в основные курсы фрагментов по экологии, проводятся факультативные курсы «Антропоэкология», «Вода родной земли», разрабатывается программа факультатива «Медицинская география» и модули «Природопользование», «Глобальная экология» в курсе географии.

169

Особое внимание педагоги школы уделяют использованию межпредметных связей с дисциплинами естественно-научного и гуманитарного циклов, что позволяет сформировать общую систему знаний учащихся о реальном мире, улучшить навыки переноса знаний в жизнь для их практического применения. Так, учителями физики и экологии проведен совместный открытый урок по теме «Тепловые двигатели и охрана окружающей среды».

Поскольку высшей и конечной целью экологического образования является сформированное экологическое сознание обучаемых, их экологическая культура, достижение этой цели только посредством обучения невозможно. Учащиеся должны вовлекаться в различную экологическую деятельность. На конференции ООН по окружающей среде и развитию, состоявшейся в Рио-де-Жанейро в 1992 г., среди первостепенных задач было названо обеспечение участия школьников в местных и региональных исследованиях состояния окружающей среды, в том числе по вопросам санитарии, безопасности питьевой воды, пищевых продуктов, экологических последствий использования природных ресурсов.

Основными формами экологической деятельности учащихся школы №17 являются экологические исследования в школе и на пришкольном участке, эколого-краеведческие экспедиции, экологические практикумы, работа на станции юннатов. Учащимися старших классов выполнена исследовательская работа по изучению загрязненности воздуха школьных помещений микробиологическими методами. Проведено несколько эколого-краеведческих экскурсий в Давыдовскую пойму по маршрутам: село Давыдово – Сигнальная гора; село Давыдово – егерское хозяйство «Войхра»; село Давыдово – озеро Святое.

Экологический практикум с учащимися проводится в школьном лесничестве ст. Новки и в Патакинской березовой роще. В школьном лесничестве ученики знакомятся с работой лесничеств по охране и воспроизведению лесных ресурсов, изучают лесное сообщество, проходят по экологической тропе. Во время экспедиций и практикумов учащиеся оказывают помощь в уборке территории леса, рощи, берега водоема, в приготовлении подкормки и другой практической деятельности, что способствует формированию гражданской и нравственной позиции по отношению к природе, экологической ответственности. В основу работы по экологическому образованию положен краеведческий подход, позволяющий учащимся осознать значимость своей практической

170

деятельности в решении региональных и глобальных экологических проблем.

Непрерывное экологическое образование невозможно без совместной работы педагогов университета и средних образовательных учреждений, обеспечивающей преемственность научного и производственного потенциала на основе повышения интеллектуального уровня школьников и эффективной профориентационной работы. С этой целью на факультете химии и экологии Владимирского государственного университета в течение ряда лет функционирует одногодичный лицей, который решает следующие задачи:

– подготовка учащихся к поступлению в университет; – снижение корректирующей нагрузки на преподавателей вуза, обеспечивающее более высокое качество образования на основе повышения его исходного уровня;

– подготовка сознания школьников для восприятия современных методологических концепций и подходов в вузовских курсах лекций. Для усиления профориентации учащихся в 1999 г. на базе средней

школы №4 г. Гусь-Хрустальный создан двухгодичный лицей, программа которого предусматривает помимо лекционных и семинарских занятий, проведение лабораторных занятий по экологии. Это позволяет познакомить учащихся с современными методами экологических исследований, использовать натурные природные объекты для демонстрации взаимодействия органического и неорганического мира, приобщить школьников к научному поиску и выполнению научных экспериментов. При этом особое внимание уделяется самостоятельной работе учащихся.

Таким образом, сочетанием теоретических и практических видов деятельности: учебной, игровой, исследовательской, общественно-полезной по охране природы, пропагандистской – формируется экологическая культура.


171

С.М. ЧЕСНОКОВА (ВлГУ), Г.В. СНЯТКОВА (шк. № 28, г. Владимир)

ПРАКТИЧЕСКАЯ ПРИРОДООХРАННАЯ РАБОТА – ВАЖНЕЙШИЙ КОМПОНЕНТ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ВОСПИТАНИЯ

И ОБРАЗОВАНИЯ ШКОЛЬНИКОВ

Экологическое образование – непрерывный процесс обучения, направленный на усвоение систематизированных знаний об окружающей среде, умений и навыков природоохранной деятельности и, наконец, формирование общей экологической культуры. Приобщение к практической, трудовой деятельности – важнейший компонент экологического образования на всех уровнях и необходимое условие формирования экологической культуры личности. Ведущая роль в приобщении к практической природоохранной деятельности должна принадлежать общеобразовательной школе и учреждениям дополнительного образования: домам творчества детей и молодежи, станциям юннатов, эколого-туристическим центрам, школьным лесничествам, городским межшкольным комбинатам.

Трудовая природоохранная деятельность школьников имеет всегда ощутимые вещественные результаты, независимо от ее вида: уборка территории, обустройство родников или цветника, посадка деревьев или сбор макулатуры или металлолома, либо полимерной тары.

Процесс трудовой деятельности больше, чем другие виды содействует становлению личности школьника, способствует выработке таких свойств личности как работоспособность, самостоятельность, бережное отношение к результатам труда других, любви к природе.

Практически во всех крупных городах и районных центрах Владимирской области в настоящее время функционируют школы экологического профиля и учреждения дополнительного образования. В учреждениях дополнительного образования г. г. Владимира, Коврова, Лакинска и др. учащиеся получают хорошую эколого-природоохранную подготовку. Именно в них воспитываются победители экологических олимпиад и конкурсов разного уровня и проводится приобщение детей к практической природоохранной деятельности.

В психологической подготовке оптимальным для восприятия идей охраны природы признан возраст младших школьников – 10 – 13 лет. У детей этого возраста появляется стремление больше узнать об окружающем мире и непосредственно участвовать в практической


© Чеснокова С.М., Сняткова Г.В., 2001

172

природоохранной деятельности. Поэтому в практической природоохранной работе возможно участие учащихся как 5 – 7-х классов, так и старших классов (8 – 11).

Учащиеся 5 – 7-х классов могут принимать посильное участие в уборке территории школы от мусора, в выявлении и ликвидации в микрорайоне несанкционированных свалок, беспризорных домашних животных, больных и поврежденных деревьев и т.д.

Учащиеся старших классов должны привлекаться к более сложным работам: благоустройство парков, памятников природы, мемориалов, обустройство, паспортизация родников, прудов и т.п.

Во Владимирской области имеется значительный опыт приобщения детей к практической природоохранной деятельности. Ежегодно большую работу по обследованию, благоустройству и восстановлению парка «Текстильщик» проводят воспитанники Лакинского детского эколого-туристического центра. Серьезную практическую природоохранную работу выполняют учащиеся Новкинской неполной средней школы Камешковского района, станции юннатов городов Владимира и Суздаля.

Хорошо налажена природоохранная работа учащихся в средней школе № 28 г. Владимира, которая с 1997 г. получила статус школы экологического профиля. Экологическое образование в ней осуществляется путем реализации в учебно-воспитательном процессе смешанной модели, которая предполагает введение в учебный план курса «Основы экологии» с одновременной экологизацией учебных предметов естественно-научного и гуманитарного профиля, проведение специальных факультативных курсов экологической направленности, организацию активной внеклассной природоохранной деятельности школьников. Это наиболее гибкая и перспективная модель, так как она хорошо адаптируется к разным условиям и типам школ и представляет широкие возможности для выбора различых методик и подходов.

Практически весь коллектив учителей школы № 28 принимает активное участие в формировании у школьников природоохранных знаний, убеждений и практических навыков по охране природы.

Для учащихся 10 – 11-х классов на базе кафедры экологии ВлГУ организован двухгодичный практикум по экологическому мониторингу объектов окружающей среды. В этом практикуме учащиеся овладевают химическими, физико-химическими и биологическими методами оценки антропогенной нагрузки на почвы, водоемы, воздух.

Большую роль в формировании экологической культуры учащихся в школе отводят практической природоохранной деятельности учащихся. В

173

течение 4 лет школа шефствует над парком «Добросельский», прудом, расположенным на улице Добросльской у дома № 24, который жители называют «Глазовским», и несколькими родниками за объездной дорогой, расположенными в районе школы (Сунгирь-1, Сунгирь-2).

В школьном научном обществе «Эколог» разработаны природоохранные программы «Парк», «Родники», «Пруд», в которых реализованы основные принципы вовлечения и участия школьников в практической природоохранной работе. Составлены графики участия всех классов в работе по уходу за территорией парка «Добросельский». Работа в парке проводится под наблюдением учителей и администрации парка.

Учащиеся 10 – 11-х классов шефствуют над родниками и прудом. Ими проведен экологический мониторинг указанных объектов, составлены экологические паспорта, проведены работы по благоустройству территории. Учащиеся проводят активную просветительскую работу с населением микрорайона о необходимости бережного отношения к окружающей природе, о влиянии бытового мусора, нефтепродуктов и поверхностно-активных веществ на качество воды в пруде и родниках, так как многие жители микрорайона используют воду этих родников в качестве питьевой.

Опыт школы № 28 по привлечению детей к активной практической природоохранной деятельности, несомненно, заслуживает поощрения и распространения среди школ города Владимира. В период летних каникул целесообразно в городе организовать несколько городских экологических лагерей по благоустройству территорий многочисленных малых водоемов города для учащихся 7 – 8-х классов при финансовой поддержке городского департамента природопользования и администрации районов.


О.Н. САХНО, Т.А. ТРИФОНОВА (ВлГУ), С.В. ФЕДОТОВА (шк. № 17, г. Владимир)

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ УЧАЩИХСЯ КАК ВАЖНЕЙШАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ СИСТЕМЫ

НЕПРЕРЫВНОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Главная цель развития цивилизации и основное право человека – здоровье, определяемое качеством окружающей среды. В третьем тысячелетии ведущую роль в решении проблемы выживания человечества,


© Сахно О.Н., Трифонова Т.А., Федотова С.В., 2001

174

обеспечении благоприятной среды для жизни человека играет экологическое образование. Целью экологического образования является формирование ответственного отношения к окружающей среде. Одним из истоков кризисной экологической ситуации можно назвать дефицит ответственности перед будущим. У выпускников школ, вузов, как и у населения в целом, преобладает потребительский подход к природе; низок уровень восприятия экологических проблем как личностно значимых; не развита потребность практического участия в реальной работе по изучению и улучшению окружающей среды.

Формирование прочных знаний, умений, навыков экологически целесообразного поведения и деятельности, обеспечивающих ответственное отношение к окружающей социально-природной среде и здоровью, воспитание чувства единства с природой, ответственности за ее судьбу, любви ко всему живому возможно лишь при непосредственном контакте с природой. Такой регулярный контакт с природой, вовлечение учащихся в реальную деятельность по изучению и улучшению природы своего края для большинства учащихся, проживающих в городах, могут обеспечить эколого-краеведческие экскурсии и полевые практикумы, проводимые в рамках факультативного курса. В результате совместной деятельности педагогов кафедры экологии ВлГУ и школы № 17 на базе этой школы реализована программа факультатива «Вода родной земли», имевшая целью вовлечение учащихся в деятельность по изучению и охране водных экосистем Давыдовской поймы.

При определении содержания факультативного курса использованы важнейшие принципы экологического образования: междисциплинар-ность, прогностичность, научность, единство теоретической подготовки и практической деятельности учащихся, взаимосвязь классной и внеклассной работы, а также краеведческий принцип. Программа предусматривает практическую деятельность по уходу за водоемами Давыдовской поймы, а также проведение заключительной научно-практической конференции.

Историко-краеведческие и эколого-краеведческие экскурсии проводятся по нескольким маршрутам. Первый маршрут: с. Давыдово – с. Горки – с. Ворынино – с. Макеево – Сигнальная гора. Цель экскурсии – содействовать формированию научной картины мира, показать примеры эстетического и гармонического развития общества и личности на основе исторического и краеведческого материала данной местности, а также роль человека в формировании природного ландшафта.

175

В становлении русской нации особую роль сыграла природа, и русский народ возник как органическая составляющая часть России, Русской равнины. Окружающая среда оказала на формирование этноса не меньшее влияние, чем социальные факторы. На Владимирской земле много таких уголков природы, которые привлекали сюда великих художников, композиторов, писателей. В с. Давыдово учащиеся посещают дом, где жил А.П. Бородин, композитор, ученый-химик, врач, общественный деятель, а также Преображенскую церковь (1841 г.), знакомятся с историей храма, его ролью в культурном наследии села и области. Далее маршрут проходит до деревни Горки, которая упоминается в книгах патриаршего казенного приказа с XVII – XVIII веков. От села Горки до села Макеево – участок дороги с хорошо сохранившимися придорожными часовнями XV – XVI веков, где совершались молитвы русского ополчения, шедшего из Нижнего в Москву, чтобы разбить польских завоевателей в 1611 – 1613 гг. Этот участок называют древним историческим трактом.

При движении по тракту можно наблюдать, как в результате антропогенной деятельности исчезли леса, появились агроценозы (сельскохозяйственные поля с культурными растениями). Встречаются пересохшие ручьи, что говорит о давности вырубки лесов, а также небольшие озерца, зарастающие ряской (район с. Ворынино). Ближе к с. Макеево имеется сеть каналов, построенных для ирригационных целей. Начало каналы берут из озера Россохи (пойменное озеро), что во время засухи приводит к его постоянному обмелению. Для поддержания береговой линии каналов сделаны лесопосадки, однако, они незначительны.

К северо-востоку от с. Макеево среди сельскохозяйственных угодий возвышается холм высотой 4,5 метра, длиной 25 метров и шириной у основания 5 метров. Холм рукотворный, насыпной. Предполагается, что таких холмов в данной местности было несколько. Холм был воздвигнут в период с 1235 по 1238 гг., в период опустошительных нашествий монголо-татарских орд. На вершине холма дежурили воины и предупреждали кострами о передовых отрядах орды, которая двигалась на Владимир. Холм в народе прозвали «сигнальным». Холм сохранился потому, что у его подножия при вскрытии обнаружились замурованные русские воины, видимо, погибшие в бою с татарскими лазутчиками. При вскрытии «братской» могилы у ее подножия пробился родник, который местные жители называют святым источником. Он был освящен и рядом установлена икона Владимирской Божьей Матери. Завершая экскурсию,

176

можно вспомнить слова Д.С. Лихачева: «Русский пейзаж в основном формировался усилиями двух великих культур: культуры человека, смягчающего резкости природы, и культуры природы, в свою очередь смягчавшей все нарушения равновесия, которые невольно вносил человек».

Второй маршрут – эколого-краеведческая экскурсия на водоем (оз. Войхра, оз. Святое). Цель экскурсии – закрепление основных биологических понятий (биоценоз пресного водоема, вид, популяция), изучение основных типов взаимоотношений в природе, редких видов растений, характерных для Давыдовской поймы и внесенных в Красную книгу (сальвиния плавающая), редких видов растений, подлежащих охране в районе озера Святое (береза карликовая, росянка английская, ятрышник пятнистый, пальчатокоренник мясо-красный, телептерис болотный, кувшинка белоснежная). Маршрут экскурсии проходит от шлагбаума лесничества госохотхозяйства «Войхра» с. Давыдово Камешковского района до озера Святое через сосновый участок леса, смешанный лес, лесопосадку ели обыкновенной, пойменную дубраву, торфяник. В смешанном лесу рассматриваются различные формы взаимоотношений в растительном сообществе (сосна – ель, ель – ель, травянистые растения – ель и др.). На границе смешанного леса и лесопосадки ели находится большое количество муравейников, на примере которых можно показать характер деятельности рыжих муравьев, взаимоотношения муравьев и тли. Лесопосадки и пойменная дубрава дают возможность сравнить агроценоз и биоценоз. На участке леса, где произрастают сосны, изучается использование человеком различных объектов природы в своих целях (сбор смолы и ее назначение), освещается роль лекарственных растений в жизни человека (мать-мачеха, подорожник, тысячелистник, пижма, ромашка лекарственная, брусника, можжевельник), биоиндикация атмосферного воздуха (рост лишайника кустистого на коре сосен).

Часть участка смешанного леса отводится для самостоятельной работы. Учащиеся определяют с помощью определителя названия растений (хвощ полевой, майник двулистный, плаун булавовидный и др.), дают описание различных экологических групп растений (светолюбивые и теневыносливые, влаголюбивые и засухоустойчивые), зарисовывают их. При подходе к озеру Святое определяется растительность по ярусам, проводится описание растительного сообщества озера Святое (сфагновое озеро). Особое внимание обращается на редкие и исчезающие виды и значительные отличия флоры озера Святое, имеющего карстовое происхождение, от типичных пойменных озер Давыдовской поймы.

177

В эколого-краеведческих экскурсиях учащиеся принимают непосредственное участие в практической деятельности (по договоренности с лесником). Проводится очистка береговой линии водоема, уборка территории лесничества от мусора, расчистка участка леса от старых, больных и поваленных деревьев, заготовка дров для лесничества, подготовка кормов (сортировка и закладка зернового корма на кормление или хранение для кабанов, молодняка диких уток), изготовление гнездовий для привлечения птиц.

Помимо эколого-краеведческих экскурсий в Давыдовскую пойму с учащимися школы № 17 проводятся экологические практикумы на базе Патакинской березовой рощи, являющейся памятником природы, и Новкинского лесничества. Учащиеся знакомятся с работой лесничества и проходят по экологической тропе, изучая лесное сообщество и описывая все точки этой тропы (глобальное значение леса, организация лесной территории, описание различных растительных сообществ, рыжие лесные муравьи, лесной питомник, лесные культуры, рубки ухода, последствия лесного пожара, противопожарные мероприятия, места отдыха в лесу). На конкретных примерах обсуждаются проблемы сохранения исчезающих видов, динамики генетического состава популяции, действия факторов микроэволюции, поддержание оптимальной численности эксплуатируемых и охраняемых популяций.

Экологическая деятельность учащихся способствует формированию общей экологической культуры, экологической ответственности. Ответственность представляет собой универсальную форму связи и взаимной зависимости личности и общества, она является существенной характеристикой человека. Формирование личности тесно связано с воспитанием чувства ответственности за судьбы своей страны и близких людей, природы родного края и всей планеты. Экологическое образование и экологическая деятельность как важнейшая его составляющая необходимы для формирования подлинно человеческого отношения к природе, определения допустимой меры ее преобразования, усвоения специфических социально-природных закономерностей и нормативов поведения, при которых возможно дальнейшее существование и развитие человека. В связи с этим экологическое образование в наше время признано приоритетным направлением совершенствования общеобразовательной системы, а также подготовки экологически грамотных специалистов самого различного профиля.


178

В.Г. АМЕЛИН (ВлГУ)

ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ ШКОЛЬНИКОВ. ТЕСТОВЫЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА ОБЪЕКТОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Одной из основных задач экологического образования является

преодоление пассивного отношения учащихся к вопросам охраны природы и формирование их активной творческой позиции в решении проблем защиты окружающей среды.

Приобщение к отдельным этапам научных исследований, связанных с анализом объектов окружающей среды, способствует развитию индивидуальных способностей учащихся, их интереса к научной работе. Данные анализов, выполненные школьниками самостоятельно, являются для них самыми убедительными аргументами в пользу необходимости работы по оздоровлению окружающей среды.

Для учащихся 9 – 11-х классов общеобразовательных учреждений в рамках уроков экологии, химии, биологии, факультативных занятий и кружков предлагается комплекс учебных пособий и набор необходимых тест-систем для анализа, объединенных темой “Мониторинг и охрана окружающей среды” [1 - 3].

В предлагаемом комплексе делается упор на получение учащимися практических навыков анализа объектов окружающей среды и умение анализировать результаты эксперимента. Программа соответствует практикуму по экологии для общеобразовательных учреждений “Наблюдение экосистем” (М.: Просвещение, 1994).

Тест-методы для анализа представляют собой реактивные бумаги, пропитанные определенными составами и реагирующие на присутствие того или иного ингредиента в анализируемом объекте изменением цвета, длины окрашенной или обесцвеченной зоны тест-полосы. Тест-методы просты в использовании, не содержат канцерогенных компонентов, анализ с их помощью можно проводить в полевых, домашних и других внелабораторных условиях. Составы и способы изготовления тест-систем запатентованы [4 - 10].

Из числа изученных систем были выбраны лучшие и из них составлены наборы для определения примесей в почвах, воде и атмосферных осадках.

Набор укомплектован из числа разработанных систем, характеристики которых указаны в табл. 1.


© Амелин В.Г., 2001

179

Таблица 1 Характеристика тест-систем полевого набора для анализа объектов окружающей среды

Определяемый ингредиент

Диапазон определяемых концентраций, мг/л Объект анализа

Алюминий 0,01 - 50 Питьевая вода Аммоний 0,5 - 20 Природные и сточные воды,

атмосферные осадки, почвы Анилин 0,1 - 5 Сточные воды, воздух Бромиды 1 - 500 Сточные воды, растворы Ванадий (V) 0,01 - 10 Растворы Вольфрам 0,01 - 10 Технологические растворы Висмут 1 - 100 Сточные воды, технологические

растворы Витамин С 50- 1000 Пищевые продукты Германий 0,01-2 Сточные воды, силикаты Железо 0,01 - 1 Природные воды, атмосферные

осадки Железо 0,1 - 40 Природные и сточные воды,

атмосферные осадки, почвы Общая жесткость 1 - 20 ммоль/л

0,1 - 10 Вода, атмосферные осадки

Иодиды 1 - 1000 Сточные воды Кадмий 0,005 - 1 Природные воды Кадмий 0,1 - 200 Сточные воды, почвы КПАВ 0,01 - 1000 Сточные воды Кислоты 0,1 - 100 ммоль/л Растворы Медь 0,001 - 0,1 Природные воды и атмосферные

осадки Медь 0,1 - 100 Природные и сточные воды,

атмосферные осадки, почвы Молибден 0,01 - 10 Технологические растворы, силикаты Мышьяк 0,05 - 3 Природные и сточные воды,

атмосферные осадки, почвы Никель 0,05 - 10 Природные и сточные воды,

атмосферные осадки, почвы Нитраты 40 - 800 Природные и сточные воды, почвы,

пищевые продукты Нитриты 2 - 60 Сточные воды, почвы, пищ.продукты Нитриты 0,05 - 5 Природные и сточные воды,

атмосферные осадки Общая кислотность

0,1 - 10 ммоль/л Сточные воды

180

Определяемый ингредиент

Диапазон определяемых концентраций, мг/л Объект анализа

Общая щелочность

0,1 - 10 ммоль/л Природные воды

рН 4 - 6 ед. рН Атмосферные осадки рН 4 - 8 ед. рН Почвы рН 6 - 8 ед. рН Природные воды Ртуть 0,005 - 1 Природные и сточные воды Ртуть 0,1 - 200 Сточные воды, почвы РЗЭ 0,1 - 1% Силикаты Свинец 0,01 - 1 Природные и питьевые воды Свинец 1 - 500 Сточные воды, технологические р-ры Серебро 0,005- 1 Природные воды Серебро 0,5 - 100 Сточные воды, технологические р-ры Серово-дород 0,01 - 1 Сточные воды, растворы,

атмосферные осадки Сульфаты 10 - 800 Вода, атмосферные осадки Тиоцианаты 1 - 500 Сточные воды, растворы Фенол 0,05 - 5 Сточные воды Фосфаты 1 - 50 Природные и сточные воды, почвы Фосфаты 2 - 500 Сточные воды, почвы Фториды 0,5 - 500 Природные и сточные воды,

атмосферные осадки, почвы Хлор активный 0,3 - 8 Питьевая и сточная вода Хлориды 0,5 -500 Природные и сточные воды,

атмосферные осадки, почвы Хром (VI) 0,05 - 500 Природные и сточные воды,

атмосферные осадки, почвы Цианиды 1- 500 Сточные и технологические р-ры Цинк 0,01 - 1 Природные воды, атмосферные

осадки Цинк 0,1 - 200 Природные и сточные воды, почвы

С помощью тест-методов можно быстро установить факт наличия или отсутствия и примерное содержание вредного компонента в различных объектах.

Набор тест-систем был апробирован в полевых условиях: – для обнаружения и определения содержания различных элементов в сточных, природных, питьевых и технологических водах, атмосферных осадках, почвах, продуктах питания, жидкостях, организмах;

– для оценки степени очистки питьевой воды бытовыми фильтрами; – для контроля очистки промышленных вод; – для проведения полевых практик по экологии, химии и биологии.

181

С использованием набора тест-систем за период с 1994 по 2000 гг. учащимися общеобразовательных школ г. Владимира были выполнены следующие работы:

– мониторинг качества воды в родниках и колодцах г. Владимира; – мониторинг качества воды р. Рпень; – оценка качества овощей и фруктов по содержанию в них аскорбиновой кислоты, нитратов и нитритов;

– мониторинг качества водопроводной воды восточного района г. Владимира;

– оценка степени загрязнения атмосферного воздуха в черте г. Владимира по содержанию тяжелых металлов в листьях растений;

– оценка степени загрязнения атмосферного воздуха в черте г. Владимира по результатам химического анализа атмосферных осадков;

– биогеохимический цикл азота в биосфере; – микроэлементный состав волос человека и условия его проживания. Результаты работ неоднократно докладывались на международных,

всероссийских и областных олимпиадах школьников по экологии, где получали высокую оценку.


1. Амелин В.Г. Химические тест-методы определения компонентов жидких сред // Аналит. химия. -2000. -Т. 55. -№ 9. -С. 902 – 932.

2. Амелин В.Г. Тест-системы для определения галогенидов // Аналит. химия. -1998. -Т.53. -№ 8. -С. 868 – 873.

3. Амелин В.Г. Устройства и способы определения компонентов тест-методом // Аналит. химия. -1998. -Т. 53. -№ 9. -С. 958 – 963.

4. Амелин В.Г. Состав индикаторной бумаги для определения нитритов. Патент РФ № 1755184 // Б.И. 1992. № 30.

5. Амелин В.Г. Состав индикаторной бумаги для определения нитратов. Патент РФ № 1775667 // Б.И. 1992. № 42.

6. Амелин В.Г., Спирин А.В. Способ определения концентрации компонентов в растворе. Патент РФ № 2058547 // Б.И. 1996. № 11.

7. Амелин В.Г. Способ определения фторидов тест-методом. Патент РФ № 2093823 // Б.И. 1997. № 29.

8. Амелин В.Г. Способ определения меди тест-методом. Патент РФ № 2103677 // Б.И. 1998. № 3.

182

9. Амелин В.Г. Способ определения железа (II,III) тест-методом. Патент РФ № 2103678 // Б.И. 1998. № 3.

10. Амелин В.Г. Тест-устройство Амелина В.Г. Патент РФ № 2119666 // Б.И. 1998. № 27.


Т.В. РАЗУМОВСКАЯ, В.В. ВИНОГРАДОВ (шк. № 15, г. Владимир)

ПРОГРАММА РАЗВИТИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ В СРЕДНЕЙ ШКОЛЕ № 15 Г. ВЛАДИМИРА

Третье тысячелетие человечество встречает в условиях глобальной

экологической опасности. Человек настолько нарушил природу, настолько изменил свою окружающую среду, что все чаще ставятся вопросы о выживании самого человека. Решение проблем экологического благополучия сегодня зависит не только от возможностей современной науки и техники. Большое значение отводится различным социальным институтам: семье, школе, общественным организациям. Для преодоления экологического кризиса, для формирования человека с новым экологическим сознанием, способного понять и принять законы природы, взять на себя ответственность за состояние планеты, необходимо новое образование, которое по праву можно назвать экологическим.

Осознавая необходимость экологического образования, школа внедряет систему непрерывного образования. Данная программа – некоторый найденный школой ответ о работе по экологическому образованию.

Основная цель программы – обеспечить формирование экологической культуры школьников. Данная цель реализуется через решение следующих задач:

– формирование адекватных экологических представлений учащихся;

– освоение учащимися технологий взаимодействий с природой; – формирование у учащихся субъективного отношения к природе. Под экологической культурой мы понимаем способ миропонимания. Культура имеет следующие составляющие:

– знания о мире; – способы деятельности человечества;


© Разумовская Т.В., Виноградов В.В., 2001

183

– опыт сознания и изменения самого себя; – опыт ценностного отношения к миру, людям и самому себе и т. д. Культура сегодня – не правила поведения, а система ценностей

самоопределения человека. Мы считаем, что экологическое образование будет эффективно только при учете всех 4 компонентов.

Одним из условий повышения эффективности экологического образования является создание системы непрерывного экологического образования. Система экологического образования должна строится по принципам непрерывности, системности, интегративности, научности, гуманизации, гармонии.

В основу системы экологического образования школы положено несколько идей:

1-я идея – формирование экологической ответственности за окружающую среду, свой дом, свое здоровье.

2-я идея – ориентация на новые ценности. Уходят в прошлое ориентации “мир создан для меня”, “человек – хозяин”. На смену им приходят – “я часть этого мира”,“Я = МИР”. Мы должны помочь ребенку увидеть мир целостно, увидеть единство культур и т.д.

3-я идея – обучение должно стать личностно значимым. 4-я идея – освоение путей экологического образования через

многопредметность, модульность, специальные учебные предметы, интегративные курсы.

На наш взгляд, система, основанная на таких принципах и идеях, позволит получить эффективные результаты. Ожидаемые результаты реально действующей системы непрерывного экологического образования:

– личность школьника, для которой на первый план выходят морально-эстетические принципы, законы духовного развития;

– личность, способная к сочувствию, сопереживанию, сопричастности;

– личность, способная ценить природу и все, что ею создано ради самой природы;

– личность, способная осознавать глобальные проблемы, принимать адекватные решения и брать ответственность на себя;

– личность, способная активно познавать мир, его законы развития; – личность, способная жить в гармонии с природой.

Методические основы программы

В программе использованы идеи и концепции ведущих специалистов в области экологического образования: И.Т. Суравегиной (формирование

184

ответственного отношения к природе), И.Д. Зверева (содержание экологического образования), П.И. Третьякова (психолого-педагогические аспекты экологического образования), Д.Н. Кавтарадзе (деятельный подход в экологическом образовании).

Начальная модель системы

непрерывного экологического образования Мы придерживаемся смешанной модели системы непрерывного

экологического образования. Она реализуется в учебном плане через: 1) основной курс “Экология – 9”; 2) дополнительные курсы; 3) поаспектное изучение экологических вопросов в отдаленных предметах (экологизация предметов). Модель системы определяется целями школы, учитывает ее

особенности и специфику педагогической деятельности. Она имеет следующий вид: ШКОЛА I СТУПЕНИ

В основе обучения лежит книга “Природоведение” для 1 – 4 классов под ред. А.А. Плешакова. Дополнением к основному курсу является факультативный курс “Мы – дети Земли”, созданный учителем школы Г.А. Лобановой, и психологический курс “Игровые психологические тренинги”. В школе I ступени используется и модульная технология в курсах “Природоведение”, “Математика”, “Изобразительное искусство”, “Чтение”. ШКОЛА II СТУПЕНИ

Основой экологического образования являются 2 интегрированных курса: “Естествознание – 5” и “Экология – 9”. Поаспектное изучение идет через модули в ряде предметов (географии – 6-й класс, физики – 7 – 9-й классы, литературы – 9-й класс, химии – 8, 9-й классы, трудовом обучении – 5 – 8-й классы, физкультуры – 8, 9-й классы). ШКОЛА III СТУПЕНИ

В основе экологического образования лежит модульная технология в курсах физики, литературы, химии, физкультуры.

В классах с биологическим направлением ведется факультатив “Экология 10 – 11”.

Экологические знания необходимо подкреплять практической деятельностью. На сегодняшний день поле деятельности имеет следующий вид:

185

В ШКОЛЕ I СТУПЕНИ: – работа на пришкольном участке; – работа “Зеленых санитаров”; – принятие посильного участия в акциях: “охрана птиц”, “береги воду”, “чистота в доме”;

– участие в городских конкурсах экологического направления. В ШКОЛЕ II СТУПЕНИ:

– работа на пришкольном участке; – работа “Зеленых санитаров”; – опытная работа; – озеленение микрорайона; – оказание помощи птицам в зимний период; – участие в конкурсах экологической направленности.

В ШКОЛЕ III СТУПЕНИ: – исследовательская деятельность; – природоохранная деятельность на базе пригородного лесничества; – педагогическая деятельность экологической направленности; – поддержание связей с общественными охранными организациями; – благоустройство микрорайона; – участие в конкурсах, научно-практических конференциях, олимпиадах. Элементом модели системы экологического образования являются и

воспитательные процессы. Воспитательная система строится на общешкольных творческих коллективных делах, традициях, праздниках: экологических марафонах, Днях здоровья, палаточных лагерях “Экоимпульс”, литературных и музыкальных гостиных экологической тематики, Днях птиц, Днях Земли, Днях леса.

Тесная связь поддерживается с “Музеем природы”, творческой лабораторией “Аспект”, экологической библиотекой, с планетарием.

Пути развития системы мы видим: – через учебный план; – внеурочную деятельность учащихся; – практическую деятельность учащихся; – развитие исследовательской деятельности учащихся; – создание системы мониторинга экологического образования; – развитие нормативной и материально-технической базы. Таким образом, смешанная модель системного экологического

образования является на наш взгляд наиболее эффективной.


186

В.В. РЕПКИН (ВлГУ), Л.И. ЛЕБЕДЕВА (Второвская основная общеобразовательная школа)

СОЗДАНИЕ МОДЕЛИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ НА БАЗЕ ВТОРОВСКОЙ ОСНОВНОЙ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ШКОЛЫ В РАМКАХ КОНЦЕПЦИИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ

И ВОСПИТАНИЯ ШКОЛЬНИКОВ

Для решения современных глобальных проблем, включая экологические, необходимо изменить мировоззрение человека, его ценностные ориентации, формирование нового (глобального, экологического, ноосферного) мышления и экологической культуры. Ответственность за решение поставленных задач возложена на систему образования. Процесс передачи экологических знаний от учителя к ученику требует высокой степени эффективности соотношения общественной необходимости сохранения природы с внутренними потребностями и интересами школьника.

Проанализировав состояние учебно-воспитательной работы и кадровый потенциал Второвской основной общеобразовательной школы (ООШ) коллектив принял решение работать над созданием элементов школьной модели «Здоровье. Экология. Культура.» в рамках концепции экологического образования и воспитания школьников. В 1998 г. экологическое образование было объявлено приоритетным для школы и включено в школьный компонент базисного учебного плана. Целью экологического образования и воспитания является формирование необходимой базовой подготовки для дальнейшего профессионально- ориентированного образования. Система экологического образования создается на принципах непрерывности, преемственности, гуманизации, проблемного обучения и межпредметной интеграции.

Во Второвской ООШ реализуется смешанная модель экологического образования, которая предполагает как экологизацию базовых учебных дисциплин, так и внедрение интегрированных экологических курсов. Экологизация предполагает рассмотрение человека в неразрывной связи со средой его обитания, условиями воспроизводства жизни. В школе проведена предварительная работа, включающая изучение (анкетирование) педагогических кадров, выявившее положительное отношение к экологизации и готовность работать в данном направлении. Создана проблемная группа в составе зам. директора по учебно-воспитательной работе, учителей географии, естествознания и экологии, биологии,


© Репкин В.В., Лебедева Л.И., 2001

187

физкультуры, начальных классов и педагога-организатора. Осуществлена курсовая подготовка учителей в Институте усовершенствования учителей по курсам «Естествознание-5» и «Экология-9». Изучены учебно-методическая база и программно-методическое обеспечение школы, начато создание методической копилки по экологическому образованию и воспитанию школьников. Разработана тематика теоретических семинаров по экологии для учителей. Проведено анкетирование учащихся с целью выявления уровня экологической грамотности школьников и степени личной ответственности за состояние окружающей среды. Анкетирование выявило большой интерес учащихся к вопросам экологии и охраны природы, но вместе с тем недостаточный уровень знаний учащихся, не позволяющий им в полном объёме судить о влиянии деятельности человека на природу и путях решения экологических проблем.

Проблемной группой педагогов определены и утверждены основные направления работы школы: спортивно-оздоровительное, эколого-краеведческое, культурологическое.

Система экологического образования непрерывна и начинать работу по её формированию необходимо с начальной школы. Она подразумевает комплексный многоступенчатый подход, включающий диагностику (изучение педагогических кадров, учащихся, учебно-материальной базы, программно-методического обеспечения), планирование (создание учебно-воспитательного плана), контроль и анализ результативности работы по предметам и по ступеням; проведение внеклассных мероприятий, таких как эколого-экономическая игра «У озера», экологический эрудицион «Свалка по имени Земля», экологическая акция «Чистота в душе – чистота вокруг нас» для среднего и старшего звена, а для младших школьников – экологический праздник «Остров Экос создаём сами» и др.

Система экологического образования во Второвской школе представлена следующим образом:

– начальное звено – реализуется программа «Мир вокруг нас», – факультатив «Экология и краеведение» 2 – 4-й кл.

(А.А. Плешаков, С.Н. Варламова) – среднее звено – «Естествознание» 5-й кл.(В.И. Сивоглазов,

А.А. Плешаков) – факультатив «Человек и природная среда» 6-й кл. – факультатив «Человек и природные сообщества» 7-й кл. – «Экология» (С.Н.Алексеев) 9-й кл.

Выпускник должен владеть основными экологическими и природоведческими понятиями, ориентироваться в главных законах

188

природы, определяющих равновесие жизни на Земле и главных принципах взаимодействия общества и природы, которые являются следствием этих законов. Система экологических ценностей призвана стать важнейшим компонентом формирования мировоззрения и культуры личности учащихся.

Воспитательное направление представлено целенаправленной внеклассной и внешкольной воспитательной работой, включающей связь с социальной средой (родителями и учреждениями района). Немаловажное значение приобретает работа на учебно-опытном пришкольном участке – это и воспитание сознательного отношения к окружающей природной среде и сельскохозяйственному труду, развитие творчества, наблюдательности, интереса к учёбе и применение теоретических знаний на практике.

Школьная экология в основном теоретическая. Сегодня уже недостаточно иметь лишь определённый объём экологических знаний, нужна этико-экологическая позиция и соответствующая ей деятельность. В школе решено выстраивать работу с учащимися в рамках выполнения учебных экологических проектов. При этом экологическая этика становится главным стержнем воспитания. Учебный экологический проект – перспективная форма организации детей – это максимум самостоятельности и творчества, полная возможность самореализации. При этом личностная оценка ученика контролируется посредством сравнения с общественной оценкой, а знания ученика сравниваются с научно доказанными знаниями. Приобретёнными знаниями и опытом учащиеся обмениваются, развивая коммуникативную культуру речи.

В школе разработана программа (экологический проект) «Экос», состоящая из трёх блоков:

1. Теоретический. Учащиеся получают определённый уровень теоретических знаний, предусмотренный базисным планом.

2. Практический. Акции «Чистый школьный двор», «Столовая для птиц», «Наш пришкольный участок» и др. Конкурсы рисунков, плакатов, листовок, художественной самодеятельности. Выставки букетов и поделок. Экскурсии в природу, в краеведческие музеи и музей природы, на станцию юннатов и во Дворец творчества юных. Участие в районных и областных конкурсах и т.д.

3. Научно-исследовательский. Созданы 2 группы из учащихся 8, 9-х классов, работающих в тесном содружестве с кафедрой экологии ВлГУ и кафедрой географии ВГПУ. Научно-исследовательская работа проводится по изучению фитоценоза микрорайона школы и изучению динамики

189

фоновых значений гамма-излучения в школе и её окрестностях. Методическое и техническое обеспечение исследований осуществляется на базе высших учебных заведений. Ученикам, проявившим особый интерес к экологическим исследованиям, рекомендуется заниматься в кружках при кафедре экологии ВлГУ для дальнейшего более углубленного изучения экологии. На летний период 2001 г. планируется участие старшеклассников в областных экологических экспедициях по изучению природы родного края при поддержке Областного центра экологического образования.

Результативность по данному направлению работы оценивается по итогам ежегодного анкетирования учащихся. В анкетах они позитивно оценивают саму необходимость и актуальность экологизации учебного процесса. Отмечается развитие интереса и любви к природе родного края.

О результатах проделанной работы можно судить по следующим параметрам: 1998 – 1999 учебный год – I-место на районной олимпиаде по экологии, участие в областной олимпиаде, похвальные грамоты за участие в районном спортивно-туристическом слёте. 1999 – 2000 учебный год – похвальный лист за активное участие в конкурсе рефератов в честь выдающегося земляка-владимирца великого адмирала М.П. Лазарева. Выбор учащимися 9-го класса предмета «Экологии» на итоговую аттестацию в форме экзамена по билетам и защиты реферата. 2000 – 2001 учебный год – II-место в районном конкурсе на лучшее образовательное учреждение по экологической работе.


Н.М. Степанович (Институт усовершенствования учителей, г. Владимир)

КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Актуальность экологического образования на современном этапе

развития общества, который можно охарактеризовать как эпоху экологического кризиса, бесспорна. Главная причина экологического кризиса кроется не только в отсталых технологиях, малоэффективной природоохранной деятельности и несовершенстве законодательства, но и в крайне низком уровне экологической культуры людей.


© Степанович Н.М., 2001

190

Экологическая культура – часть общей культуры, совокупность практического и духовного опыта взаимодействия человека с природой, обеспечивающего его выживание и развитие.

Решение экологических проблем, таким образом, зависит прежде всего от выработки нового мировоззрения. А. Печчеи в своей книге «Человеческие качества» писал: «При всей той важной роли, которую играют в жизни современного общества вопросы его социальной организации, его институты, законодательства и договоры, при всей мощи созданной человеком техники не они в конечном счете определяют судьбу человечества. И нет, и не будет ему спасения, пока оно само не изменит своих привычек, нравов и поведения. Истинная проблема человеческого вида на данной стадии его эволюции состоит в том, что он оказался неспособным в культурном отношении идти в ногу и полностью приспособиться к тем изменениям, которые он сам внес в этот мир. Поскольку проблема, возникшая на этой критической стадии его развития, находится внутри, а не вне человеческого существа, взятого как на индивидуальном, так и на коллективном уровне, то и ее решение должно исходить прежде всего и главным образом внутри его самого».

Экологическая культура личности формируется в процессе экологического образования. Экологическое образование – одно из главных условий гармонизации отношений человека с природой, его выживания как биологического вида, следовательно, его следует рассматривать как социальный заказ общества школе. Экологическое образование является средством обновления содержания образования, приоритетным направлением его развития.

Под экологическим образованием понимается непрерывный процесс обучения, воспитания и развития личности, направленный на формирование системы научных и практических знаний и умений, ценностных ориентаций, поведения и деятельности, обеспечивающих ответственное отношение к окружающей социо-природной среде и здоровью.

Педагогические функции экологического образования: – способствует формированию целостной картины мира в сознании учащихся;

– расширяет возможности нравственного воспитания школьников; – является средством аксиологизации естественно-научного образования;

– способствует формированию общеучебных умений.

191

Экологическое образование выполняет интегративную функцию в образовании, следовательно, оно должно рассматриваться не как обособленная часть образования, а как средство, обеспечивающее единство всего образовательного процесса. Другими словами, в настоящее время все образование должно стать экологическим.

Задачи экологического образования: – формирование системы знаний о взаимосвязях в природе, единстве живой и неживой природы, взаимоотношениях общества и природы, системы интеллектуальных и практических умений по изучению и улучшению окружающей среды;

– воспитание мотивов экологически оправданного поведения, способности научных, нравственных, эстетических суждений по экологическим вопросам;

– развитие умений устанавливать причинно-следственные связи в природе, прогнозировать;

– формирование эстетических чувств человека, потребности в общении с природой;

– развитие гражданских качеств в личности, стремления к личному активному участию в природоохранной деятельности. Основу концепции становления и развития системы экологического

образования составляют принципы его организации. Принцип гуманизации. Современное естествознание развивается по

законам гуманизации: всему, в том числе и науке, дается человеческое измерение. Потребности и ценности человека превращаются в цель общественной жизни. Природа рассматривается с точки зрения ее универсальной ценности. Необходимость переориентации антропоцентрического сознания на биоцентрическое мировоззрение не означает противоречия принципу гуманизации, поскольку в центре его – природа, среда биологической жизни человека, и ее сохранение означает сохранение жизни самого человека.

Гуманитаризация – одно из средств гуманизации естественно-научного образования, не просто увеличение количества гуманитарных предметов в учебном плане, а ориентация содержания всех дисциплин, в том числе естественно-научных, на гуманистические ценности, философское осмысление окружающего мира и места человека в нем.

Принцип гуманизации означает также создание комфортных условий получения экологического образования в процессе положительного эмоционального общения, при котором появляется возможность для развития творческой индивидуальности каждого ребенка.

192

С принципом гуманизации тесно связан принцип экологизации всех школьных предметов. Экологизация вносит в науку и образование ценностный компонент, она представляет собой аксиологически ориентированное влияние экологии как комплексной науки. Применение этого принципа означает необходимость целостного изучения биосферы как среды обитания человека и других живых организмов с учетом антропогенного фактора, при этом человек и природа представляют единое целое. Принцип экологизации реализуется в многопредметной и «смешанной» модели экологического образования, когда экологические знания (естественно-научные, ценностные, нормативно-правовые, практические) органически включаются в содержание других школьных предметов.

Интеграция – один из основных принципов. Она может осуществляться на уровне целей, задач, содержания учебных предметов. Экологическая культура формируется во всех сферах человеческого сознания: научной, художественно-эстетической, эмоционально-ценностной, правовой, деятельностной и т.д. Экология формирует обобщенные понятия, которые имеют познавательное, ценностное значение, вот почему экологическое образование служит средством интеграции в образовательном процессе вообще.

Дифференциация – принцип, противоположный интеграции. Она обеспечивает реализацию прав ребенка на выбор той или иной образовательной программы. Содержание экологического образования в учреждениях (классах) гуманитарного направления должно быть другим по сравнению с учреждениями естественно-научного направления.

Принцип системности обеспечивает системную организацию ЭО на основе всех его компонентов: цели, задач, содержания, методов, форм. Отбор и структурирование элементов экологических знаний проводится обоснованно, они органично связываются с содержанием основ науки. Только системное знание является прочным и способствует формированию мировоззрения. Принцип системности реализуется и в подходах к организации экологического образования. Оно изначально должно складываться не стихийно методом проб и ошибок, а как система. Отдельные практические мероприятия, случайная тематика факультативов, кружков и т.д. дают малый педагогический эффект. Кроме того, эффективно управлять можно только системой. Системный подход проявляется в планировании учебно-воспитательного процесса в области экологического образования.

193

Принцип единства интеллектуального и эмоционального восприятия среды и практической деятельности учащихся по ее улучшению (единство познания, переживания, действия). Долгое время считалось, что эколого-просветительская деятельность (знания) позволит решить экологические проблемы, но этого не произошло. Формирование экологической ответственности как черты личности может происходить только в процессе деятельности. Для достижения конечной цели экологического образования учебно-воспитательный процесс должен включать три уровня:

1. Информационно-познавательный (усвоение системы экологических знаний).

2. Операционно-деятельностный (формирование экологических умений).

3. Практическая деятельность по изучению, оценке и улучшению окружающей среды.

Именно практическая деятельность требует не только специальных знаний, но и гражданских качеств личности.

Важно также развивать у школьников эмоциональную сферу (особенно на ранних этапах экологического образования). Эмоции «окрашивают» содержание образования, делают его лично значимым для субъекта, стимулируют его к самостоятельной деятельности.

Принцип преемственности предполагает учет целей, задач, содержания, форм, методов на различных этапах экологического образования. Данный принцип тесно связан с принципом непрерывности экологического образования.

Принцип взаимосвязи классной и внеклассной работы – общепедагогический принцип. Но именно в экологическом образовании особенно велика роль внеклассной работы: она несет огромный потенциал для реализации всех аспектов содержания экологического образования. Возможности урока в этом смысле ограничены. Различные формы внеклассной работы позволяют включать учащихся в разные виды деятельности: игру, дискуссию, исследовательскую, природоохранную, пропагандистскую и т.д. Содержание экологического образования, реализуемое на учебных занятиях, конкретизируется, углубляется, расширяется во внеклассной работе.

Личностный принцип предполагает учитывать в учебно-воспитательном процессе индивидуальне особенности ребенка. Школьник – субъект воспитания и обучения.

194

Принцип взаимосвязи глобального и краеведческого подходов к рассмотрению экологических проблем. Краеведение несет высокий нравственно-эстетический потенциал, поскольку предполагает изучение близлежащего природно-социального окружения, конкретной модели взаимосвязи человека с природой родного края. Но в содержание экологического образования должны включаться данные, показывающие глобальный характер экологических проблем, не имеющих государственных границ, не только национальные традиции, но и лучшие традиции общечеловеческой культуры в области взаимоотношений со средой. Действуя локально, экологически грамотный человек должен мыслить глобально.

Принцип вариативности экологического образования предполагает разнообразие образовательных программ различной степени углубления и профилизации, возможность их коррекции и т.д.

Принцип непрерывности предполагает организацию обучения, воспитания и развития подрастающего поколения на всех этапах: семейное, дошкольное, дополнительное, вузовское, последипломное образование. Реализация данного принципа позволяет каждому человеку на любом этапе жизни подключиться к приобретению экологических знаний. Непрерывное экологическое образование предусматривает преемственность всех структурных элементов системы, взаимодополнение различных типов обучения, связи образовательных учреждений с другими учреждениями, средствами массовой информации и т.д.

Принцип всеобщности имеет два очень важных аспекта. С одной стороны он предполагает доступность и многообразие содержания, форм, методов экологического образования с учетом потребностей, интересов, возможностей человека. С другой – носителем экологической культуры должно быть все население страны, а в идеале – планеты. Обязательность экологического образования определена в государственном законе об охране окружающей природной среды (ст. 73, 74).

Системная реализация указанных принципов обеспечит становление и дальнейшее развитие системы непрерывного экологического образования.

Содержание экологического образования. Экологическое образование в отличие от образования в других предметных областях (математического, химического, биологического и др.) характеризуется важной особенностью. Конечной целью экологического образования является не овладение определенной совокупностью экологических знаний и умений, и не только развитие учащихся, а формирование экологического

195

сознания, гражданской позиции личности, ответственного отношения к окружающей среде. Разумеется, развитие личности, овладение знаниями и формирование умений обязательно. Но применительно к экологическому образованию – это важное, но все-таки промежуточное звено. Можно быть экологически грамотным, но не руководствоваться в своей деятельности этими знаниями. Содержание экологического образования носит сложный, комплексный характер и представлено следующими аспектами: естественно-научным, ценностно-нормативным, деятельностным.

Естественно-научный аспект содержания экологического образования соответствует логике науки «экология» и может быть представлен следующими содержательными линиями:

1. Организм и среда. 2. Экология популяций. 3. Взаимоотношения организмов. 4. Экология сообществ. Экосистема. 5. Человек – часть природы. 6. Глобальные и региональные экологические проблемы и пути их

решения. Изучению экологического состояния региона должна быть отведена

значительная часть учебного времени, и оно может осуществляться в разных формах: на уроках, факультативных занятиях, экскурсиях, в ходе исследовательской работы и т.д.

Серьезной проблемой является недостаточное внимание (в том числе в федеральных программах, учебниках) ценностно-нормативному и деятельностному аспектам содержания экологического образования. Естественно-научные знания, безусловно, необходимы человеку, они дают возможность глубоко проникнуть в сущность природных явлений, позволяют осознать человеку свое место в мире. Но именно нравственные, ценностные ориентиры являются регулятором поведения человека, определяют то, каким образом будут применены эти знания. Несовершенство нашей жизни – отражение бездуховности человека. Экологическое образование должно быть ориентировано не только на обучение основам экологии, формирование бережного отношения к среде, но и на совершенствование внутреннего мира самого человека, формирование духовных, нравственных ценностей. В противном случае эффективность экологического образования вообще может быть равной нулю.

196

Деятельностный аспект экологического образования может быть реализован только при включении учащихся в реальную практическую деятельность, основными направлениям которой могут быть следующие:

– художественно-эстетическая; – просветительская и пропагандистская; – натуралистическая; – экологический мониторинг; – природоохранная. Требования к основному содержанию экологического образования

определяются стандартом экологического образования, проект которого пока находится в стадии обсуждения и доработки. Содержание экологического образования на различных этапах определяется задачами ЭО на различных его этапах.

Задачи дошкольного экологического образования: – развивать интерес к объектам и явлениям природы; – сформировать представления о растениях и животных как живых объектах;

– добиться понимания специфики и уникальности живых существ, знания условий, необходимых для их нормальной жизнедеятельности;

– познакомить с многообразием живых организмов; – учить устанавливать связи и зависимости, существующие в природе; сформировать представления о приспособленности организмов к среде, взаимосвязях организмов в сообществах, взаимодействии человека с природой;

– сформировать обобщенное представление о целостности природы; – способствовать формированию культуры чувств: сопереживания, сочувствия, готовности оказать действенную помощь живым существам, попавшим в беду;

– развивать эстетические чувства детей, – способствовать формированию элементарных представлений о здоровом образе жизни;

– показать значение природы для человека и место и роль человека в природе;

– познакомить с правилами поведения в природе и их обоснованием, добиться сознательного их выполнения, развивать умения давать критическую оценку поведению людей в природе, формировать мотивы правильного отношения к природе;

197

– прививать умения и навыки по уходу за растениями и животными, привлекать детей к посильной практической деятельности по охране природы. Задачи ЭО в начальной школе:

– формирование основных представлений о взаимосвязях человека с окружающей средой и ценностных ориентаций по отношению к природе;

– воспитание эмоциональной отзывчивости и сопереживания к различным объектам природы и человеку;

– развитие интереса к природе и культуре своего края, наблюдательности, любознательности;

– выработка стремления быть здоровым; – формирование мотивов экологически оправданного поведения в природе;

– приобщение к посильной практической деятельности по охране окружающей среды. В основной средней школе:

– создание прочного фундамента экологических знаний; – формирование экологического мышления; – развитие эмоционально-ценностной сферы школьников; – овладение опытом реальной экологической деятельности; – становление здорового образа жизни. В полной средней школе:

– обогащение, углубление экологических знаний; – философское осмысление места человека в биосфере; – становление экологической ответственности как черты личности. Модели реализации содержания экологического образования.

1. Многопредметная (предполагает рассмотрение экологических проблем в каждом школьном предмете).

2. Однопредметная (предполагает введение интегративного курса «Экология» и т.д.).

3. Смешанная (предполагает сочетание двух первых). Реализация задач ЭО средствами одного предмета невозможна.

Экологизация предметов не обеспечивает формирования целостной экологической картины мира. Следовательно, необходима ориентация на смешанную модель ЭО. Она является наиболее эффективной, но и трудной для реализации.

198

Библиографический список 1. Абрамова Г.С. Нравственный аспект мотивации учебной деятельности подростков //Вопр. психологии. 1985. -№6.

2. Алексеев С.В. Экология: наука и область образования. – СПб., 1994. 3. Алексеев С.В. и др. Экологический центр в образовательной системе школы. – СПб., 1996.

4. Белов А. Проблемы современной экологии и экологического образования. – М.: МВА, 1994.

5. Гирусов Э.В. и др. Экология и культура. – М.: Знание, 1989. 6. Гуманистический потенциал естественно-научного образования / Под ред. И.Ю. Алексашиной. СПб., 1996.

7. Дерябко С.Д. и др. Экологическая педагогика и психология. – Ростов-на-Дону: Феникс, 1996.

8. Захлебный А.Н., Суравегина И.Т. Экологическое образование школьников во внеклассной работе. – М.: Просвещение, 1986.

9. Круглов Б.С. Роль ценностных ориентаций в формировании личности школьника. // Психологические особенности формирования личности школьника. – М., 1983.

10. Моисеев Н.Н. На пути к нравственному императиву. // Экология и жизнь. 1997. – №4, 1998. – №1.

11. Николаева С.Н. Воспитание начал экологической культуры в дошкольном детстве. – М.: Новая шк. 1995.

12. Проблемы экологической педагогики. – Пермь, 1985. 13. Салеева Л.П. Содержание экологического образования и воспитания в

начальной школе // Биология в шк. – 1987. – №3. 14. Суравегина И.Т. Основы концептуального развития непрерывного

экологического образования // Педагогика. – 1997. – №6. 15. Хесле В. Философия и экология. – М.: Наука, 1993. 16. Экология. Программно-методические материалы. 5-11 кл. – М.:

Дрофа, 1998. 17. Экологическое образование школьников / Под ред. И.Д. Зверева, И.Т.

Суравегиной. – М.: Педагогика, 1983.

Научное издание

ЭКОЛОГИЯ ВЛАДИМИРСКОГО РЕГИОНА

Сборник материалов юбилейной научно-практической конференции

Редактор А.П. Володина Компьютерная верстка, дизайн обложки А.Н. Краснощёков

ЛР № 020275 от 13.11.96. Подписано в печать . Формат 60х84/16. Бумага для множит. техники. Гарнитура Таймс. Печать осфетная. Усл. печ. л. 11,62. Уч.-изд. л. 11,98. Тираж 75 экз.

Заказ Владимирский государственный университет. Подразделение оперативной полиграфии

Владимирского государственного университета. Адрес университета и подразделения оперативной полиграфии:

600000, Владимир, ул. Горького, 87.

Documents

ЭКОЛОГИЯ ВЛАДИМИРСКОГО РЕГИОНАfhe.vlsu.ru/files/ekologia/sbor_er1.pdf · ЭКОЛОГИЯ ВЛАДИМИРСКОГО РЕГИОНА Сборник материалов