Схема территориального планирования республики калмыкия - реферат

Общество с ограниченной ответственностью

«Научно-проектная организация

«Южный градостроительный центр»

СХЕМА

ТЕРРИТОРИАЛЬНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ

РЕСПУБЛИКИ КАЛМЫКИЯ

Раздел III. МАТЕРИАЛЫ ПО ОБОСНОВАНИЮ

СХЕМЫ ТЕРРИТОРИАЛЬНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ.

ТОМ 3. КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ.

Директор ООО «НПО «ЮРГЦ» Ю.Н. Трухачёв

Ростов-на-Дону

2008г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 3

1. Комплексная оценка современной экологической ситуации на территории Республики Калмыкия. 9

1.1. Источники загрязнения окружающей среды.. 9

1.2. Эколого-геохимические исследования на территории Республики Калмыкия в 2007 году 19

1.2.1. Общая схема исследований. 19

1.2.2. Геохимическое картирование ореолов загрязнения окружающей среды.. 20

1.2.3. Химико-аналитическая база исследований. 22

1.2.4. Камеральная обработка геохимических данных. 26

1.3. Загрязнение воздушного бассейнаРеспублики Калмыкии. 29

1.4. Современное состояние поверхностных и подземных вод. 42

1.4.1. Поверхностные воды.. 42

1.4.2. Подземные воды.. 55

1.4.3. Водопотребление и водоотведение. 59

1.5. Загрязнение и деградация почв. 68

1.6. Обращение с отходами. 86

1.7. Негативные последствия активизации экзогенных геологических процессов. 89

1.8. Современное состояние растительного покрова и животного мира. 94

1.9. Развитие экологического каркаса на основе ООПТ.. 106

1.10. Санитарно-эпидемиологическая безопасность питания населения. 107

Основные выводы.. 108

Введение

Схема территориального планирования исходит из принципа соответствия целей и направлений развития Республики Калмыкия целям и приоритетам федерального Правительства, определенным в следующих документах:

- Послание Президента Российской Федерации;

- Градостроительный Кодекс Российской Федерации;

- Концепция Схемы социально-экономического развития регионов Российской Федерации;

- Стратегия федеральных министерств и ведомств РФ;

- План социально-экономического развития Республики Калмыкия до 2012г.

Территориальное планирование направлено на определение в документах территориального планирования назначения территорий исходя из совокупности социальных, экономических экологических и иных факторов в целях обеспечения устойчивого развития территорий, развития инженерной транспортной и социальной инфраструктур, обеспечения учёта интересов граждан и их объединений, Российской Федерации, субъектов Российской Федерации, муниципальных образований.

Схема территориального планирования Республики Калмыкия является основным градостроительным документом уровня субъекта Федерации, в котором определяется сфера взаимных интересов Российской Федерации, Республики Калмыкия и муниципальных образований.

Схема разрабатывалась до разработки «Стратегии социально-экономического развития Республики Калмыкия на период до 2020 года», и включает в себя элементы прогнозирования социально-экономической сферы.

Методика разработки схемы территориального планирования Республики Калмыкия исходит из общей теории градостроительных систем на основе системного подхода.

Схема территориального планирования Республики Калмыкия в её концептуальном выражении представлена в виде градостроительной системы, первый уровень декомпозиции которой определён в следующем виде:

· социальная подсистема;

· экономическая подсистема;

· пространственная подсистема;

· экологическая подсистема.

Таким образом, Схема территориального планирования является проекцией на территорию решения проблем трёх подсистем и выдвижения перед ними решения территориальных проблем региона.

Немаловажным фактором в дальнейшей реализации положений Схемы территориального планирования является необходимость создания информационно-аналитического центра по сопровождению Стратегии социально-экономического развития региона и Схемы территориального планирования Республики Калмыкия. Принципиальная модель такого центра и создания информационно-аналитической системы предложена Схемой.

Материалы схемы разработаны с использованием ГИС «Object Land 2.6.3.» Проведение вспомогательных операций с графическими материалами осуществлялось с использованием САПР «IntelliCAD», графического редактора «Corel Draw», «Photoshop».

Анализ современного состояния территории проводился с помощью дистанционного зондирования на основе спутниковых информационных данных.

Создание и обработка текстовых материалов проводилась с использованием пакетов программ «Microsoft Office Small Business-2003», «Open Office.org. Professional. 2.0.1.».

При подготовке данного проекта использовано исключительно лицензионное программное обеспечение, являющееся собственностью ООО «НПО «ЮРГЦ».

Для настоящей схемы территориального планирования Республики Калмыкия установлены следующие этапы прогнозирования и проектирования:

· Исходный год 01.01. 2005г.

· Первая очередь 2010г.

· Расчётный срок 2015г.

· Отдалённая перспектива 2025г.

В составе схемы также даны предложения на отдалённую перспективу – до 2025г.

Схемой рассмотрены три варианта развития событий:

· Инерционный (сохранение существующего портфеля ресурсов)

· Стабилизационный (восстановление ресурсного портфеля)

· Оптимистический (новый портфель ресурсов).

При подготовке проекта схемы территориального планирования Республики Калмыкия использовались отчётные и аналитические материалы территориального органа Федеральной службы государственной статистики по Республике Калмыкия, фондовые материалы отдельных органов государственного управления Республики Калмыкия, прочих организаций, данные собственных исследований состояния окружающей среды Республики, проведённых сотрудниками ООО «НПО «ЮРГЦ», прочие источники.

В ходе подготовки проекта схемы был проведён анализ нормативно-правовой базы территориального развития, мониторинг публикаций в СМИ, экспертные интервью специалистов в различных отраслях деятельности.

Показатели развития хозяйства, заложенные в проекте, не являются самостоятельной разработкой схемы, а обобщают прогнозы, предложения, и плановые намётки различных организаций. Схема не является директивным документом по развитию Республики, но представляет собой модель развития событий по различным сценариям.

Авторский коллектив схемы территориального планирования:

Белоусов Владимир Николаевич – научный руководитель проекта, первый вице-президент Российской академии архитектуры и строительных наук (РААСН), действительный член РААСН, доктор архитектуры, профессор МАРХИ, заслуженный архитектор РФ;

Трухачёв Юрий Николаевич – руководитель авторского коллектива, директор ООО «НПО «ЮРГЦ», заслуженный архитектор РФ, советник РААСН, профессор РААИ;

Батунова Елена Юрьевна – главный архитектор проекта;

Трухачёв Сергей Юрьевич – заместитель директора ООО «НПО «ЮРГЦ», главный архитектор проектов ООО «НПО «Южный градостроительный центр»;

Прохоров Андрей Юрьевич – главный специалист;

Приваленко Валерий Владимирович – главный научный сотрудник Южного научного центра Российской академии наук (РАН), главный специалист по экологии ООО «НПО «Южный градостроительный центр», доктор биологических наук, кандидат геолого-минералогических наук;

Зацепилина Валерия Викторовна – экономист, автор социально-экономического раздела.

При участии:

Кизицкого Михаила Ивановича, кандидата географических наук, главного специалиста ООО «НПО «Южный градостроительный центр», Лакшина Михаила Илларионовича – заместителя директора ООО «НПО «Южный градостроительный центр», кандидата экономических наук.

СОДЕРЖАНИЕ ПРОЕКТА СХЕМЫ ТЕРРИТОРИАЛЬНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ

Графические и текстовые материалы Схемы выполнены архитекторами Ю.Н.Трухачёвым, Е.Ю.Батуновой, А.Ю.Прохоровым, Д.В. Чеботарёвым, А.В. Шандулиной, В.Н.Бережной, И.В.Харабаджаховой, В.А.Микульчик, главным специалистом по эеологии В.В.Приваленко, экономистом В.В.Зацепилиной, инженерами Н.В.Чуносовой, В.В.Лунёвой, Е.Ю.Буняевой. Техническое обеспечение проекта – инженер-программист М.Ю.Трухачёв.

Графические материалы схемы разработаны с использованием ГИС «Object Land 2.6.3.» Проведение вспомогательных операций с графическими материалами осуществлялось с использованием САПР «IntelliCAD», графического редактора «Corel Draw», «Photoshop».

При анализе территории использовались космические снимки.

Создание и обработка текстовых материалов проводилась с использованием пакетов программ «Microsoft Office Small Business-2003», «Open Office.org. Professional. 2.0.1.»

При подготовке данного проекта использовано исключительно лицензионное программное обеспечение, являющееся собственностью ООО «НПО «ЮРГЦ».

Материалы, входящие в состав настоящего проекта, не содержат сведений, отнесённых законодательством к категории государственной тайны.

* * *

Важнейшим этапом эколого-географического анализа является рассмотрение ландшафтной дифференциации территории республики, пространственной структуры использования земель и определение природно-ресурсного потенциала Калмыкии. Основные параметры этого потенциала (первичная биопродуктивность, почвенное плодородие, обеспеченность водными ресурсами и полезными ископаемыми, опасность проявления экзогенных процессов) при сопоставлении с экологическими стандартами природных качеств окружающей среды позволяют оценить степень антропогенного преобразования каждого из ландшафтных контуров, выявить и ранжировать спектр экологических проблем и ситуаций, характерных для данной территории. Определение напряженности выявленных экологических проблем базируется на данных мониторинга за состоянием экологически значимых свойств природных и техногенных ландшафтов.

Глава подготовлена на основе данных Государственных докладов ТУ «Росприроднадзора» по РК «О состоянии окружающей среды Республики Калмыкия» и ТУ «Роспотребнадзора» по РК «О санитарно-эпидемиологической обстановке в Республике Калмыкия» (1999-2006 гг.), а также по материалам инженерно-экологических изысканий Южно-Российского градостроительного центра, выполненных в 2006-2007 г.г. Ежегодно публикуемые доклады о состоянии окружающей среды и санитарно-эпидемиологической обстановке в Республике Калмыкия являются официальными документами, в которых систематизирована информация о современном состоянии и тенденциях изменения окружающей природной среды. Доклады предназначены для разработки общей стратегии в области природопользования, сбережения природных ресурсов и охраны окружающей среды, а также для подготовки эффективных управленческих решений на федеральном и республиканском уровнях, направленных на оздоровление окружающей среды, повышение качества жизненного уровня населения и обеспечение устойчивого развития Республики Калмыкия.

1. Комплексная оценка современной экологической ситуации на территории Республики Калмыкия .

1.1. Источники загрязнения окружающей среды.

Несмотря на отсутствие мощных источников загрязнения, проблема загрязнения атмосферного воздуха, водных объектов, почвы, продуктов питания и пищевого сырья вредными для здоровья химическими веществами остается актуальной для Калмыкии. Не в полной мере решена проблема загрязнения окружающей природной среды в районе полигонов с бытовыми и промышленными отходами и несанкционированных свалок. Создание транспортной сети нефтепроводов, проходящих через водоемы хозяйственно-питьевого назначения, строительство и эксплуатация мини-предприятий по переработке нефти и производству изделий из пластических масс, строительной индустрии и добывающей промышленности, постоянный рост автотранспорта увеличивают опасность загрязнения окружающей среды и негативного воздействия на здоровье населения республики.

В числе приоритетных загрязнителей атмосферного воздуха на территории Калмыкии, определяющих напряженность экологической и санитарно-эпидемиологической ситуации, остаются взвешенные вещества (сажа, пыль, аэрозоли), оксиды азота и углерода, диоксид серы, формальдегид, бензапирен, пестициды. Наиболее актуальна эта проблема в г. Элисте, где сосредоточена большая часть промышленных предприятий и автотранспортных средств. Даже в районах, где проходят автомагистрали федерального значения, экологическая ситуация менее напряжена.

К основным источникам загрязнения атмосферы относятся промышленные предприятия, топливно-энергетический комплекс и автотранспорт. Доля каждого из этих источников в суммарном загрязнении воздушного бассейна республики сильно различается в зависимости от места нахождения. Загрязняющие вещества попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы автомобильного транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов.

В 2005 года в Республике Калмыкия действовало 47 крупных и средних промышленных предприятий, в число источников загрязнения включены 23 предприятия и ТЭЦ. Большая часть выбросов загрязняющих веществ поступает в атмосферу из труб котельных установок, потребляющих более 60% добываемого твердого и жидкого топлива.

На обследуемых предприятиях зафиксировано 604 источника выбросов загрязняющих веществ, из них 183 неорганизованных. 95,3% выбрасываемых без очистки загрязняющих веществ приходится на долю организованных источников выбросов.

Табл. 1.1.1.

Выбросы загрязняющих атмосферу веществ, отходящих от стационарных источников,по данным «Калмстат» (тысяч тонн).

В 2005 году в атмосферу республики Калмыкии выброшено стационарными источниками 2838 тонн загрязняющих веществ, почти в 2 раза меньше, чем в 2001 году. С 2001 по 2004 год наблюдается сокращение годового объема выбросов в атмосферу (на 2642 тонн), а в 2005 году отмечен незначительный рост (на 49 т) по сравнению с 2004 годом, в основном, за счет увеличения объемов летучих органических соединений (ЛОС). В 2005 году уменьшились выбросы от стационарных источников твердых, газообразных и жидких веществ, в их числе диоксид серы, оксиды углерода и азота. Снижение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу произошло по причине значительного спада производства практически во всех отраслях экономики.

В структуре вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу, в 2005 году твердые вещества составляли 3,2%, газообразные и жидкие –96,8 %, Наиболее распространенными из газообразных и аэрозольных загрязняющих веществ являются оксид углерода, углеводороды и оксид азота (рис. 1.1).

На каждого жителя республики в 2005 году пришлось в среднем 10,0 кг вредных выбросов в атмосферу, на каждого жителя г. Элиста – 14,8 кг. Повышенный объем выбросов вредных веществ в расчете на 1 жителя в Элисте объясняется интенсивным строительством административных и жилых зданий и развеиванием строительных пылей.

Данные об утилизации загрязняющих веществ, приведены в табл. 1.1.2.

Табл. 1.1.2.

Динамика очистки отходящих газов от стационарных

источников выбросов в атмосферу (тыс. тонн).

Из общего объема загрязняющих веществ, поступающих на очистные сооружения, в 2005 году уловлено и обезврежено 402 тонны, что на 135 тонн (на 26,1%) меньше, чем в 2004 году (рис. 1.2). Процент улавливания и обезвреживания загрязняющих атмосферу воздуха веществ составил 12,4 % (в 2004 году –16,1 %, в 2001 году – 36,5 %). Улавливаются, в основном, твердые вещества, из числа уловленных утилизируется 100% веществ.

По-прежнему наибольший вклад в загрязнение атмосферного воздуха населенных мест вносят выбросы от автомобильного транспорта (табл. 1.1.3). В 2004г. выбросы загрязняющих веществ от автотранспорта составили 92% от общего объема выбросов в атмосферу от передвижных и стационарных источников загрязнения.

Табл. 1.1.3.

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от автотранспорта

по Республике Калмыкия и г. Элисте, тыс. тонн в год.

Теплоэнергетическое хозяйство включает в себя 137 котельных, с установленными 480 котлами, с суммарной тепловой мощностью 516,3 Гкал/час, в том числе г. Элиста - 34 котельных мощностью 311,4 Гкал/час, Более 60% тепловых сетей находятся в ветхом состоянии. В связи с высоким уровнем подземных вод, централизованные источники теплоснабжения, тепловые сети имеют теплоизоляцию невысокого качества, в 75% котельных отсутствует водоподготовка, что влечет за собой увеличение расхода топливно-энергетических ресурсов до 15% и значительно сокращает срок эксплуатации котлов и тепловых сетей. Износ основных фондов по объектам теплоснабжения составил 57%, большинство котельных, особенно сельских, физически изношены. Суммарный выброс загрязняющих веществ в атмосферу предприятиями ЖКХ в 2004 году составил 1,864 тыс.тонн, в том числе твердые – 0,024 тыс.тонн, диоксид серы - 0,314 тыс.тонн, оксид углерода - 1,215 тыс.тн, оксиды азота - 0,311 тыс.тн.

Рис. 1.1.1.

Выбросы в атмосферу от стационарных источников загрязнения.

Рис. 1.1.2.

Динамика очистки газов от всех стационарных источников загрязнения атмосферы.

Рис. 1.1.3.

Выбросы автотранспорта в воздушный бассейн Республики и в г.Элисте.

Рис. 1.1.4.

Вклад передвижных и стационарных источников в загрязнение атмосферы Республики Калмыкия.

В настоящее время предприятия испытывают большие финансовые трудности из-за неплатежеспособности, сложности с приобретением материалов и сырья, что негативно влияет на проведение природоохранных мероприятий.

Значительная доля выбросов от стационарных источников приходится на продукты сжигания газа на факелах в результате очень низкой степени утилизации нефтяного газа.

Как и в прошлые годы, продолжалось негативное воздействие на окружающую среду в результате «степных» пожаров, вызванных сжиганием стерни на полях.

Актуальной оставалась проблема запыленности атмосферного воздуха. В связи с тем, что площадь Калмыкии относится к наиболее дефляционно-опасной территориям, а среднегодовое значение показателя интенсивности дефляции составляет 38,6 тн/га, в атмосферу поступает сотни тысяч тонн мелкодисперсной почвенной пыли с дефлированных сельскохозяйственных угодий. Стационарные наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха продуктами дефляции почвы на территории Калмыкии не ведутся.

Контроль за качеством атмосферного воздуха селитебных территорий, за влиянием его на состояние здоровья населения остается одним из приоритетных направлений деятельности республиканского санитарного надзора. В 2006г. было отобрано 474 пробы атмосферного воздуха, в т.ч. на автомагистралях, в зоне жилой застройки –369 проб, в сельских поселениях – 105 проб. Как и в прошлые годы, исследования проводились по 7 приоритетным показателям (табл.1.1.4).

Табл. 1.1.4.

Состояние атмосферного воздуха населенных мест по

Республике Калмыкия за 2003-2006гг. (абс. показатели ).

Как видно из табл. 1.1.4, в 2006 году (впервые с 2003 года) не зарегистрировано превышение ПДК в пробах атмосферного воздуха населенных мест, что, по-видимому, связано как с улучшением качества автомобильного топлива и усилением требований по техосмотру, так и со снижением объема лабораторных исследований. По количеству и составу выбросов загрязняющих веществ в атмосферу республику можно отнести к условно чистым территориям.

К основным источникам загрязнения атмосферного воздуха и других жизнеобеспечивающих сред относятся санкционированные и стихийные свалки отходов производства и потребления. По данным статистической отчетности, на территории республики накопилось до 500 тыс.тн твердых бытовых и до 1500 тыс.тн производственных отходов. Ежегодно на свалки вывозится до 125 тыс.тн вновь образующихся отходов. Переработке подвергается только лом черного и цветного металла, составляющий около 20-25% общего количества твердых бытовых отходов.

Анализируя структуру сбрасываемых сточных вод, отметим, что при некотором снижении объемов водоотведения в поверхностные водные объекты наблюдается тенденция увеличения доли загрязненных (недостаточно-очищенных) сточных вод в общем объеме сточных вод. В основном это связано с уменьшением эффективности очистки сточных вод на существующих очистных сооружениях предприятий ЖКХ. Отсутствие финансовых средств на предприятиях данной отрасли не позволяет внедрять передовые методы и технологии биологической и механической очистки; дополнительно вводить новые мощности, содержать полный штат по обслуживанию очистных сооружений и контролю за качеством очистки. По этим же причинам не ведется строительство очистных сооружений ливневой канализации в г.Элисте. До настоящего времени ливневые и дренажные воды сбрасываются в реки республики без очистки.

В 2004г. в поверхностные водные объекты республики отведено 49,47 млн.м³ сточных вод, в том числе:

· в оз.Сарпа - коллекторно-дренажные воды с орошаемых площадей Сарпинской ООС в количестве 36,92 млн.м³ ;

· в реку Элиста – канализованные хозбытовые сточные воды после биологической очистки - 6,75 млн.м³ ;

· в реку Восточный Маныч – сбросные воды рыбоводных прудов - 5,8 млн.м³ (рис. 1.5).

Со сточными водами только в оз.Сарпа сброшено 47,2 тыс.тн загрязняющих веществ, из них хлориды – 3,6 тыс.тн, сульфаты – 1,8 тыс.тн.

Кроме того, в поверхностные воды республики в 2004 г. сброшено 101,2 млн.м³ транзитной воды (для перераспределения стока поверхностных вод).

Продолжалось антропогенное загрязнение подземных вод, в результате которого в водоносные горизонты проникают промышленные и бытовые сточные воды. Причинами загрязнения подземных вод являются несоблюдение норм санитарной охраны, неудовлетворительная эксплуатация водоносных горизонтов, безнадзорность водозаборных сооружений, несвоевременная ликвидация выведенных из эксплуатации скважин, отсутствие канализационно-очистных сооружений. Основные загрязняющие вещества - сульфаты, хлориды, соединения азота, нефтепродукты, фенолы, соединения железа, тяжелые металлы.

Регулярный эколого-геохимический мониторинг состояния окружающей природной среды на территории Республики Калмыкии не проводится, поэтому Южным градостроительным центром были выполнены рекогносцировочные эколого-геохимические исследования, позволяющие определить уровень загрязнения атмосферы, верхнего почвенного горизонта, водных систем. Ответственный исполнитель – Научно-производственное предприятие «Экологическая лаборатория» г.Ростов-на-Дону (лицензия Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды Р/2006/0087/100/Л на осуществление деятельности в области гидрометеорологии и смежных с ней областях выдана 11.12.2006).

По оперативным данным Калмыкиястат количество выбросов загрязняющих веществ в атмосферу составило (табл. 1.1.5).

Табл. 1.1.5.

Выбросы наиболее распространенных загрязняющих атмосферу веществ,

отходящих от стационарных источников (тыс. тонн).

1.2. Эколого-геохимические исследования на территории Республики Калмыкия в 2007 году .

1.2.1. Общая схема исследований.

Целью исследований на территории Республики Калмыкии, проведенных Научно-производственным предприятием «Экологическая лаборатория» (лицензия прилагается), была всесторонняя эколого-геохимическая оценка современного состояния окружающей среды и прогноз негативных изменений, которые могут быть вызваны хозяйственной деятельностью. В соответствии с этим, при подготовке к проведению работ был определен комплекс методических подходов и набор стандартных методик, применяемых при оценке экологической обстановки на урбанизированной территории и в природных ландшафтах. Методологическая и методическая основа таких исследований разработана учеными Московского госуниверситета (Касимов Н.С. и др. «Экогеохимия городских ландшафтов», 1995), ИМГРЭ («Геохимия окружающей среды», 1990), дополнена и опробована при создании «Эколого-геохимических атласов» крупнейших городов юга и средней полосы России (Приваленко В.В. «Геохимическая оценка экологической ситуации в г.Ростове-на-Дону», 1993; Приваленко В.В., Домбровский Ю.А., Остроухова В.М. и др. «Эколого-геохимические исследования городов Нижнего Дона», 1994; «Эколого-энергетический атлас Ростовской области», 1997; Приваленко В.В., Безуглова О.С. «Экология города Ростова-на-Дону», 2003, и др.). Набор методик при изучении экологической ситуации был в известной мере традиционен – эколого-геохимические исследования атмосферы, поверхностных вод, верхней части педосферы и грунтовых вод. Такой подход позволяет не только оценить экологическую обстановку, но и за счет унификации методик сопоставлять результаты исследований в разных городах или республиках России.

Климатические, геоморфологические, геологические, ландшафтные и техногенные особенности обследуемой территории учитывались при выборе масштаба исследований, при расположении точек наблюдений, при интерпретации полученных данных.

Ю.Е.Саетом и его учениками в Институте минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов разработана схема проведения исследований окружающей среды (1990), которую, с изменениями и дополнениями применительно к условиям Калмыкии, В.В.Приваленко использовал для решения практических задач на территории республики (1990, 1993, 1997, 2000, 2003).

Основой эколого-геохимических исследований является картографирование распределения тяжелых металлов и некоторых других ингредиентов в почве, снежном покрове, донных отложениях, растительности, т.е. в природных средах, концентрирующих (депонирующих) загрязнения. По состоянию депонирующих сред можно судить об уровне загрязнения наиболее динамичных природных сред - воздуха и воды, одновременно являющихся главными жизнеобеспечивающими средами (Сает, 1990).

Необходимо отметить, что тяжелые металлы, которые при современной лабораторной технике легко выявляются в объектах окружающей среды, имеют значение не только как загрязняющие вещества, но и как индикаторы других видов загрязнения среды, требующих более трудоемких исследований. В частности, распределение металлов во многих случаях отражает структуру загрязнения окружающей среды соединениями серы, оксидами азота, синтетическими органическими соединениями.

Опыт картирования депонирующих сред показал, что во всех случаях источники загрязнения сопровождаются аномалиями в природных средах. Центры этих аномалий и, что важнее, центры наиболее интенсивных воздействий на живые организмы пространственно приурочены к источникам, создавая вокруг них ореол или поток того или иного размера. Именно в пределах этих центров наблюдаются наиболее опасные уровни загрязнения воды и воздуха. Экспрессное геохимическое картирование без длительных стационарных наблюдений позволяет выявить и ранжировать источники загрязнения и зоны их воздействия и наметить территории, требующие оценки с позиций гигиенической и экологической опасности (Сает,1990; Приваленко, 1993, 1997, 2003; Касимов, 1996, «Методические рекомендации...», 1982, 1984, 1986).

Выявленные геохимические и биогеохимические корреляционные связи распределения химических элементов в окружающей среде являются эмпирическими статистическими моделями, позволяющими составлять карты, дифференцирующие обследуемую территорию по уровню загрязнения и дающие возможность проводить экологическую и гигиеническую оценку техногенных геохимических аномалий.

Для объективной оценки степени загрязнения природных сред необходимо иметь точку отсчета, за которую можно принять фоновое содержание химических элементов. Для почв, кроме того, необходимо соответствие ландшафтно-геохимических условий изучаемой территории и фонового участка.

Условный фон для почвенного покрова определялся на участках сохранившихся природных ландшафтов в удалении от основных источников загрязнения на 20-30 км, подобранных по принципу сходства основных ландшафтообразующих параметров (рельеф, геологическое строение территории, почвенный покров, уровень залегания грунтовых вод, строение и мощность зоны аэрации, класс ионов водной миграции, климатические особенности и т.д.).

1.2.2. Геохимическое картирование ореолов загрязнения окружающей среды

Снежный покров обладает рядом свойств, делающих его удобным индикатором загрязнения окружающей природной среды. Так, при выпадении снега, в результате процессов сухого и влажного вымывания, концентрации загрязняющих веществ в нем оказываются обычно на 2-3 порядка выше, чем в атмосферном воздухе. Отбор проб снега не требует сложного оборудования. Снежный покров может использоваться как естественный планшет-накопитель для характеристики сухих и влажных выпадений в холодный период. И, наконец, снежный покров является эффективным индикатором процессов закисления природных сред.

При отборе снеговых проб фиксируется время от начала снегостава, чтобы оценить ежесуточную нагрузку изучаемых загрязнителей. Проба отбирается с 1 м² из шурфов, вскрывающих всю мощность снегового покрова, в полиэтиленовый кулек, в котором производится оттаивание снега (при комнатной температуре). Твердая нерастворимая фракция выделяется путем фильтрования (фильтр - «синяя» лента), просушивается и взвешивается. Масса пыли в снеговой пробе служит основой для определения пылевой нагрузки (Рп ) - в мг/м² в сутки или кг/км² в сутки. Расчет ведется по формуле: Pn = M/ St , где М - масса пыли в пробе (мг); S - площадь шурфа (м² ); t - время от начала снегостава (сутки).

Высушенная пыль озоляется в муфельной печи при температуре 450 –500°С для удаления органических примесей и отправляется на спектральный анализ. Снеговая вода, полученная при оттаивании, после фильтрования подвергается полному химическому анализу с определением растворимых форм металлов.

В южных городах при отсутствии устойчивого снежного покрова В.В.Приваленко в качестве планшета предложено применять кюветы с дистиллированной водой. Эта оригинальная методика уже прошла апробацию не только в 16 городах Ростовской области, но и в Астраханской и Саратовской области, в Сочи, на Красной поляне, в Новороссийске, Приморско-Ахтарске, Курске, Железногорске, Чебоксарах, Черкесске и Майкопе. На выбранных площадках наблюдений - на открытых балконах, крышах не выше 2 -3 этажа или во дворах расставляются полиэтиленовые кюветы глубиной 20 см, до половины заполненные дистиллированной водой. В период наблюдений вода испаряется, поэтому в кювету подливаются все новые порции дистиллята для поддержания водной поверхности на одном и том же уровне. При выпадении дождя первые полчаса атмосферные выпадения собираются в кювету, при длительном дожде, во избежание переполнения кюветы водой, наблюдатель уносит ее в защищенное место. Через 20-30 дней вода из кюветы (вместе с растворенными соединениями и осевшей пылью) сливается в тщательно вымытые стеклянные бутылки и отправляется на химический и спектральный анализы по схеме, аналогичной с обработкой и анализом снеговой воды. Наблюдения по этой методике на территории Калмыкии проводились весной 2007 года.

При литохимических исследованиях опробованию подвергается самый верхний почвенный горизонт (0,0-0,1м), где наблюдается максимальная интенсивность геохимических процессов. Пробы отбирались методом «конверта»: на каждой точке с площади около 10 м² исследователи брали по 5 проб почвы (четыре по углам, одну в центре) весом 200г, тщательно перемешивали сборную пробу, квартовали ее, и четвертую часть сборной пробы отправляли на спектральный и другие анализы.

Химические элементы в водных потоках мигрируют в виде растворимой формы и взвешенной, представляющей собой механически перемещаемую дисперсную фазу, непостоянную по составу и объему. Для дисперсионной среды концентрация загрязняющих веществ регулируется процессами разбавления, а также сорбционного химического взаимодействия. Для дисперсной фазы концентрация связанных с ней загрязняющих веществ обусловлена содержанием этих веществ в самой фазе, количеством фазы и скоростью ее седиментации, связанной с размерностью частиц и скоростью потока («Методические рекомендации...», 1984).

На пунктах комплексных наблюдений отбирались пробы воды из Чограйского водохранилища, оз. Ханата, Сарпа, Яшкуль, Маныч-Гудило, из каналов и временных водотоков, из прудов в балках, из колодцев и скважин, из водопровода г.Элиста. В этой же точке отбирались пробы донных отложений. Отобранные гидрохимические пробы - по 6 бутылок в одной пробе - консервировались по стандартным методикам и отправлялись в Региональный лабораторный Центр ОАО «Южгеология».

1.2.3. Химико-аналитическая база исследований .

Разнородный по фактуре материал геохимических проб требует постановки сложной системы предварительной обработки и лабораторных анализов. Основные требования к результатам аналитических исследований определяются необходимостью экспрессного получения данных по максимально широкому комплексу химических элементов - потенциальных загрязнителей окружающей среды, и оценки количественных отношений между элементами с целью выявления приоритетных загрязняющих веществ. В наибольшей степени на стадии геохимического картирования этим требованиям соответствует экспрессный приближенно-количественный и количественный спектральный анализ на дифракционном спектрографе типа ДФС-13 или на «Спектроскане».

Химические и спектральные анализы отобранных геохимических проб были произведены в Региональном лабораторном центре ОАО «Южгеология». Аттестат аккредитации РЛЦ №RU.0001.511374 выдан Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии 17 февраля 2006 года (см. Приложение). Сведения о методах и средствах измерений и метрологических параметрах результатов измерений приведены в табл. 1.2.3.1.

Табл. 1.2.3.1.

Сведения о методах и средствах измерений

и метрологических параметрах результатов измерений .

1.2.4. Камеральная обработка геохимических данных .

Наибольшие сложности исследователь обычно испытывает при оценке результатов геохимических наблюдений. В поисковой геохимии общепринятым является описание геохимического материала в виде суммарных характеристик ассоциаций химических элементов (аддитивные и мультипликативные ореолы, и т.д.). Для экологических исследований нормативом, как правило, являются предельно-допустимые концентрации загрязняющих веществ. Однако не для всех природных сред и не для всех ингредиентов загрязнения такие нормативы сегодня разработаны.

Фоновая пылевая нагрузка для континентальных территорий равна 10-20 кг/км² в сутки (Сает, 1990). Для Калмыкии за фоновую величину принята нагрузка в районе Чограйского водохранилища, вдали от крупных промышленных предприятий и ТЭЦ, в осенне-зимний период она равна 8-10 кг/км² в сутки, в весенне-летний – 40-55 кг/км² в сутки (в период без пыльных бурь).

При интерпретации результатов атмохимических исследований использовались ориентировочные материалы по концентрации химических элементов в пылевых выпадениях из атмосферы, приведенные в «Методических рекомендациях…» ИМГРЭ (1986). Помимо этих материалов нами использованы данные по содержанию микроэлементов в пылевых выпадениях на фоновом участке ОАО «Южгеология» (табл. 1.2.4.1).

Обработка результатов, полученных из аналитической лаборатории, производилась по методике ИМГРЭ (1986, 1990). Одна из главных характеристик геохимической аномалии - ее интенсивность, которая определяется степенью накопления вещества-загрязнителя по сравнению с природным фоном. Уровень аномальности в этом случае определяется коэффициентом концентрации:

Kc = Ci/Cф , где Ci - содержание элемента в исследуемом объекте;

Cф - фоновое его содержание.

Тогда нагрузка, создаваемая поступлением химического элемента в окружающую среду, рассчитывается по формуле:

Р = Рn * Ci , где Рn - среднесуточная пылевая нагрузка, кг/км² в сутки;

Ci - концентрация элемента в нерастворимой неорганической пыли, мг/кг.

Поскольку техногенные аномалии обычно имеют полиэлементный состав, для них рассчитываются суммарные показатели загрязнения и нагрузки, по формулам Ю.Е.Саета (1990):

Zc = Kc - ( n -1 ); Zp = Kp - ( n - 1 ), где n - число учитываемых аномальных элементов.

Все перечисленные показатели могут быть определены как для содержаний микроэлементов в отдельной пробе, так и для любой геохимической выборки (для городского района, очага загрязнения). Для каждой выборки рассчитываются основные параметры распределения элементов: среднее значение, стандартное отклонение, коэффициент вариации, дисперсия, аномальные содержания для 9, 2-3 коррелирующих и единичных проб (компьютерная обработка с помощью электронных таблиц Excel).

Одна из важнейших задач геохимических исследований окружающей среды - установление пространственной структуры ее загрязнения, дифференцирующей территорию по степени экологической опасности. Техногенные ореолы определяют общий размер и морфологию зоны воздействия отдельного источника загрязнения или группы сближенных источников. Общая структура загрязнения территории зависит от пространственного соотношения источника загрязнения и взаимного наложения контуров техногенных ореолов и потоков, сопровождающих эти источники. Таким образом, при всех вариантах пространственного анализа морфоструктуры загрязнения границы ореолов могут быть лишь условными (Перельман, 1985).

Электронные карты распределения химических элементов и их соединений в основных компонентах окружающей среды Республики Калмыкия строились с помощью геоинформационной системы Arc View 3.2 GIS и модуля Spatial Analist.

Табл. 1.2.4.1.

Фоновое содержание микроэлементов в

твердофазных зимних выпадениях из атмосферы.

1.3. Загрязнение воздушного бассейна Республики Калмыкии .

На картосхемах и диаграммах и в таблицах приведены основные результаты весенних атмохимических наблюдений на территории Калмыкии. На карте пылевой нагрузки (рис. 1.3.1) г. Элиста выделяется как аномальная зона, что, вероятно, связано с автотранспортным загрязнением города, и с работой котельных. Интенсивность выпадения пылей и аэрозолей в промзоне и на пересечении главных автомагистралей на территории города составляет 600-900 кг/км² в сутки, что на порядок превышает фоновое значение пылевой нагрузки для внутриконтинентальных территорий (10-20 кг/км² в сутки).

Еще одна зона повышенной атмохимической нагрузки фиксируется в Мало-Дербетовском районе, здесь возможен атмосферный перенос выбросов от предприятий Волгоградской области.

Пересчет массы твердофазных выпадений на концентрацию пыли в воздухе можно произвести по формуле В.М.Хвата (1990):

С = 100 Ро /2,566 р , где С - концентрация пыли в воздухе (мг/м³ );

р - плотность частиц аэрозолей, в среднем 2 г/см³ ,

Ро - атмохимическая нагрузка (мг/м² в сутки).

Среднесуточная концентрация пыли в воздухе не должна превышать 0,15 мг/м³ , а максимальная разовая концентрация - 0,5 мг/м³ . По нашим данным, весной 2007 года на территории г. Элисты интенсивность выпадения пыли достигала 900 кг на 1 км² в сутки. Среднесуточная концентрация пыли в воздухе при этом была равна:

С = 100*0,009/(2,566*2) = 0,15 мг/м³ .

Следовательно, среднесуточная концентрация пыли в воздухе в отдельных районах города (особенно в районах с интенсивным автомобильным движением) весной 2007 года была близка к действующим значениям ПДК.

Летом к промышленным и автотранспортным выбросам добавляются строительные пыли и продукты дефляции почвы, поднимаемые в воздух сильными ветрами, поэтому концентрация пыли в воздухе в Элисте на порядок выше, чем зимой (Приваленко, 2003), и во многих районах превышает значения санитарно-гигиенических нормативов.

Табл. 1.3.1.

Пылевая нагрузка на территории Калмыкии весной 2007 года, кг/км² в сутки.

Табл. 1.3.2.

Пылевая нагрузка на территории г.Элисты весной 2007 года, кг/км² в сутки.

Табл. 1.3.3.

Валовое содержание микроэлементов в зимних атмосферных выпадениях, мг/кг.