Геоэкологическая оценка состояния природной среды Владимирской области

Преобразование природы человеческой деятельностью, постоянно усиливающееся в ходе научно-технической революции, привело к необходимости оценки негативных изменений состояния окружающей природной среды.

Актуальность темы

Необходимость решения назревших экологических проблем привела к созданию с начала 1980;х годов Общегосударственной системы наблюдений и контроля загрязнения окружающей среды (ОГСНК). Соответствующие постановления и нормативные требования к экологическим исследованиям были разосланы в различные регионы РФ, в том числе и во Владимирскую область [48,56]. В 1985 — 1986 годах Владимирский областной комитет охраны природы начал проводить исследования состояния поверхностных вод, донных отложений рек и почв на территории области.

Последние десятилетие XX века в России совпало со сменой общественно — политического строя, изменив экономическую политику государства, что не могло не сказаться на всех сферах деятельности, в том числе сфере научных исследований в области экологии и охраны окружающей среды. По финансовым проблемам геоэкологические исследования на территории Владимирской области прекратились. Этот переходный период сопровождался значительным спадом производства, что, в свою очередь, привело к снижению поступления загрязняющих веществ во все природные среды. Однако отрывочные данные мониторинга природной среды свидетельствовали о том, что улучшения ее состояния, адекватного снижению антропогенной нагрузки не произошло.

В 1993 году на территории Владимирской области возобновились комплексные геоэкологические исследования. Эти работы, первые в области, полностью покрывают всю ее площадь, исследуют все компоненты природной среды, оценивая загрязнение всех компонентов в отдельности и экологическое состояние природной среды в целом. Автор принимал непосредственное участие в этих исследованиях в 1993 — 1995 годах и в 1997 — 1999 годах, являясь ответственным исполнителем нескольких этапов работ. Результаты исследований положены в основу данной диссертационной работы.

Цель и задачи исследований. Целью диссертационной работы является решение задачи комплексной геоэкологической оценки состояния природной среды Владимирской области и исследование закономерностей антропогенного загрязнения почв на территории промышленного центра на примере города Коврова. Геоэкологической оценкой состояния назовем установление количественных и качественных характеристик исследуемого объекта, определенных показателей состояния на основе их соответствия определенным уровням или нормам.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи: — выявить пространственную структуру распределения очагов загрязнения, — установить источники вредных воздействий на природную среду, — определить размеры зон их влияния на компоненты природной среды, — оценить это влияние на состояние природной среды Владимирской области.

Объект исследований — основные компоненты природной среды: почвы, поверхностные и подземные воды, донные отложения рек, снежный покров, растительность.

Предмет исследований — процессы влияния источников загрязнения на состояние природной среды Владимирской области.

Исходные материалы: фондовые, литературные и теоретические материалы о состоянии природной среды Владимирской области за последние 50 лет, данные экологического мониторинга окружающей среды и полевых исследований на территории области в 1993 — 1999 годах.

Научная новизна и предмет защиты. Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем:

— впервые проведена комплексная оценка состояния природной среды Владимирской области;

— оценка загрязнения почвогрунтов промышленного центра проведена с применением различных методов исследования, результаты которых были сопоставлены между собой.

На защиту выносятся:

1. Результаты анализа данных экологического мониторинга, на основе которых сделана комплексная геоэкологическая оценка состояния природной среды на территории Владимирской области.

2. Результаты изучения обширного фондового и литературного материала о Владимирской области и его обобщение в виде комплекта тематических карт, отражающих современную экологическую ситуацию на территории Владимирской области.

3. Результаты применения новых методов исследования к решению проблемы оценки загрязнения почв на территории промышленного центра (на примере города Коврова).

Проведенные исследования позволят решить актуальные практические задачи разработки и проведения в области и промышленных центрах природоохранных мероприятий, а также задачи экологического обоснования схем развития и размещения производительных сил, генеральных планов городов и территориальных производственных комплексов области.

Практическое значение работы заключается в следующем:

— согласованы разнородные данные о состоянии природной среды на территории Владимирской области, полученные из различных источников;

— составлен комплект тематических карт Владимирской области, которые отражают современную экологическую обстановку на ее территории;

— сформирована обширная база данных о загрязнении почвогрунтов на территории города Коврова;

— выявлены районы с неблагоприятным состоянием почвогрунтов;

— сделаны первые шаги к формированию городской ГИС.

Основания для выполнения работы. Рассмотренные в диссертации проблемы разрабатывались автором в рамках региональной программы «Геоэкологические исследования и картографирование масштаба 1:1 000 000 — 1:500 000 центральных областей РФ [51,56]. Исследования велись «Территориальным центром государственного мониторинга геологической среды и водных объектов по Владимирской области», где автор работал и с которым сотрудничал в период с 1993 по 2003 год.

Внедрение результатов работы. Полученная в диссертации оценка загрязнения почвогрунтов города Коврова химическими веществами на основе сформированной обширной базы данных является составной частью создаваемой в городе ГИС.

Апробация работы. Основные положения диссертации изложены в Трудах международного экологического конгресса «Новое в экологии и БЖД», С. -Петербург, 2000; в межвузовском сборнике научных трудов «Проблемы экологии Волжско — Окского междуречья», Ковров, 1998; практические результаты диссертации доложены и обсуждены на научном семинаре «Актуальные проблемы г. Коврова в условиях конверсии», Ковровская государственная технологическая академия, Ковров, 1997, диссертация рассмотрена и оценена на кафедре геоэкологии факультета географии и геоэкологии С.-Петербургского государственного университета, С.-Петербург, 2003.

Структура работы. Диссертационная работа состоит из 5 глав. В первой главе дана физико — географическая характеристика территории Владимирской области. Во второй главе приведен литературный обзор по вопросам содержания загрязняющих веществ в окружающей среде, нормирования выбросов, расчета комплексных показателей состояния природных и определения фоновых содержаний тяжелых металлов в различных природных средах. Описание использованных методов исследования даны в третьей главе диссертации. Результаты комплексных геоэкологических исследований на территории Владимирской области представлены в четвертой главе. Пятая глава посвящена оценке загрязнения почвогрунтов на территории города Коврова — крупного промышленного центра Владимирской области.

В целом, диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, изложена на 160 страницах машинного текста, включает 30 рисунков, 27 таблиц, список литературы из 65 наименований.

ВЫВОДЫ.

В диссертационной работе на основе выполненных автором исследований решены актуальные проблемы, имеющие важное прикладное значение в области экологии и охраны окружающей среды на локальном и областном уровнях.

1. На основании изученных фондовых, теоретических и литературных материалов с дополнениями и изменениями в ходе полевых геоэкологических исследований созданы тематические карты Владимирской области, отражающие современную экологическую ситуацию. Это карты: ландшафтная, геоморфологическая, почвенная, карта районирования территории области по функциональному использованию.

2. На основе анализа ландшафтной карты, дешифрирования аэрофотоснимков и оценки хозяйственного использования территории создана карта степени техногенного изменения ландшафтов Владимирской области. В целом по области измененные ландшафты составляют 41% территории л ок. 12 000 км) и занимают Юрьевское Ополье, левобережье реки Оки и междуречье рек Клязьмы и Суворощи.

3. В работе определены зоны влияния на компоненты природной среды действующих и потенциальных источников негативных воздействий, таких как крупные промышленные предприятия, животноводческие и земледельческие хозяйства, основные водоснабженческие объекты, транспортные магистрали. Большую тревогу вызывает состояние почв, поверхностных и подземных вод, донных отложений рек на территории Владимирской области. Все перечисленные элементы природной среды имеют уже не точечный, а площадной характер загрязнения.

4. По уровню загрязненности почв были выделены три района области. Во-первых, все крупные промышленные центры: Владимир, Ковров, Кольчугино, Александров, Муром, Вязники, Гороховец, Петушки. Во-вторых, районы с обширными площадными очагами загрязнения почв, имеющие сельскохозяйственное и транспортное происхождение (окрестности городов Вязники, Судогда, Костерево, Суздаль, Камешково). В-третьих, особое внимание обращает на себя загрязнение почв Юрьевского Ополья, самого большого в области производителя земледельческой продукции. Основными загрязняющими веществами являются соединения тяжелых металлов в городахпестициды, цинк и органические вещества в сельскохозяйственных районах. Опасное загрязнение поверхностных вод и донных осадков соединениями тяжелых металлов выявлено на участках рек Клязьмы, Пекши, Рпени и Мстерки, использующихся в водоснабжении городов и населенных пунктов. Эти случаи указывают на недостаточную очистку городских стоков, поступающих в гидросеть, а также на бесконтрольный сброс загрязняющих веществ на территории населенных пунктов. Анализ динамики подземных вод позволил определить опасное снижение уровня гжельско — ассельского водоносного комплекса — основного в области источника централизованного водоснабженияа также загрязнение подземных вод соединениями азота, шестивалентного хрома, нефтепродуктами. На основе геоэкологических исследований были сделаны специальные карты загрязнения почв, поверхностных и подземных вод, донных осадков, снега и растительности на территории Владимирской области. 5. Обобщением результатов геоэкологических исследований стала комплексная геоэкологическая оценка современного состояния природной среды, сделанная в виде карты экологического состояния природной среды на территории Владимирской области. Комплексная оценка включила в себя 3 раздела: оценку экологического состояния элементов природной средыфакторы, ограничивающие хозяйственное использование территориирекомендации по рациональному природопользованию. По экологическому состоянию природной среды область разделена на 4 зоны: благоприятную, условно благоприятную, неблагоприятную, очень неблагоприятную. К факторам, ограничивающим хозяйственное использование территории отнесены химическое загрязнение, пораженность экзогенными геологическими процессами, отсутствие надежной естественной защиты от загрязнения первого с поверхности водоносного горизонта и значительное понижение уровня основного эксплуатируемого водоносного горизонта. На территории области выделены 6 основных видов хозяйственной деятельности: строительствос/х производстволесоразработкизабор воды для питьевого и хозяйственного снабженияразработка полезных ископаемых, размещение нефтехранилищ, складов ядохимикатов, захоронение отходов. К основным рекомендациям по рациональному природопользованию для каждого вида деятельности относится ограниченное природопользование с предварительным проведением защитных и очистных мероприятий. На некоторых участках хозяйственную деятельность можно вести без ограничений, но есть и непригодные территории для строительства промышленных и гражданских объектов, забора воды, для с/х производства, для размещения нефтехранилищ, складов ядохимикатов, захоронения отходов.

6. По данным экологического мониторинга создана обширная база данных загрязнения почвогрунтов на территории города Коврова — второго по величине промышленного центра области. Это позволило определить пространственную структуру очагов загрязнения, т. е. выделить в черте города 4 зоны по степени загрязнения почвогрунтов: зону чрезвычайно опасного загрязнения, опасного загрязнения, умеренно опасного загрязнения и зону допустимого загрязнения. Общая площадь комплексной аномалии техногенного загрязнения почвогрунтов составляет 24 км или 80% площади города. Вся информация отражена на картах загрязнения почвогрунтов города различными химическими веществами: ртутью, свинцом, оловом, цинком, серой, барием.

7. Проблема оценки загрязнения почвогрунтов на территории промышленного центра решена новым для таких целей статистическим методомметодом главных компонент. Полученные результаты подтвердили основные источники загрязнения почвогрунтов на территории города: промзо-ны, железная дорога и автотрасса. Этим методом были выявлены новые источники и очаги загрязнения: несанкционированные свалки, пойма реки.

Клязьмы, вся северная часть города, вдали от основных промышленных предприятий. С помощью статистических методов сделаны карты пространственного тренда основного направления загрязнения почвогрунтов, отдельных очагов загрязнения, карты индекса загрязнения и градиентов загрязнения почвогрунтов на территории города. Все результаты геоэкологических исследований могут быть использованы в практических целях управления городским хозяйством. Например, в целях увеличения эффективности природоохранных мероприятий, создания городской ГИС и на ее основе оптимизации решений, направленных на улучшение экологической обстановки в крупном промышленном центре городе Коврове.