Мониторинг загрязнения природных вод урбанизированных территорий реферат

Обновлено: 05.07.2024

Практическая значимость. Работа раскрывает возможности интеграции предложенных разработок в общий блок перспективных направлений экологического развития г. Биробиджана. Результаты работы представляют интерес для санитарно-эпидемиологической службы, учреждений здравоохранения и природоохранных служб, муниципально-унитарного предприятия по благоустройству города, администрации города и могут… Читать ещё >

Геоэкологический анализ урбанизированных территорий ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

Содержание

  • Глава 1. ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ
    • 1. 1. Общие свойства и особенности урбанизированных территорий
    • 1. 2. Город как урбогеосистема
    • 1. 3. Особенности формирования природных компонентов в условиях урбанизированной среды
    • 1. 4. Особенности геоэкологического анализа в исследовании урбанизированных территорий
    • 2. 1. Общий анализ используемых методик
    • 2. 2. Критерии оценки и показатели качества городской среды
    • 2. 3. Методы оценки экологического состояния урбанизированных территорий
    • 3. 1. Анализ влияния природных условий в формировании экологических проблем города
    • 3. 2. Планировочная структура г. Биробиджана
      • 3. 2. 1. Ландпгафтно-функциональные комплексы г. Биробиджана
      • 3. 3. 1. Источники загрязнения
      • 3. 3. 2. Геоэкологический анализ состояния городской растительности
        • 3. 3. 2. 1. Древесная растительность г. Биробиджана
        • 3. 3. 2. 2. Экологическое состояние дендрофлоры г. Биробиджана
        • 4. 1. Формирование экологического каркаса городской территории
        • 4. 2. Основные принципы оптимизации системы геомониторинга состояния городской среды.1 ^'

        Актуальность темы

        исследования. Урбанизация — одна из форм современного развития общества и окружающей среды. Город неразрывно связан с процессом урбанизации и является ведущей формой территориальной и социально-экономической организации современного общества. В процессе развития человеческой цивилизации города становились средой жизнедеятельности всевозрастающего числа людей. Общая численность жителей городов планеты составляет около 3 млрд. человек. В. РФ 73% населения сосредоточено в городах, а в некоторых странах эта доля еще выше.

        Геоэкологические исследования на территории средних и малых городов Российского Дальнего Востока (РДВ) незначительны, а именно проблема трансформации природных компонентов недостаточно изучена, несмотря на то, что здесь сформировались особые природные и антропогенные условия для накопления и рассеивания поллютантов в окружающей среде. Техногенная загрязненность городов Дальнего Востока не позволяет определить подавляющую часть территории как благоприятную для обитания человека, что влияет на общее состояние здоровья всего населения (46% населения юга ДВ проживает в экологически опасных условиях (II категория опасности) (Заиканов, Минакова, 2005).

        Среди городов ДВ Биробиджан выбран в качестве модельной территории для проведения исследования по оценке ее экологического состояния, так как он относится к категории средних городов ДВ с выраженной полифункпиональной структурой, где экологическая обстановка осложняется накоплением отрицательных последствий непродуманной урбанизации. В отличие от других городов ДВ Биробиджан обладает достаточным количеством зеленых насаждений (21%), открытых пространств (60,8%) и свободных зон (51%), относящихся к потенциальным резервным территориям экологического планирования, при учете которых можно разработать модель оптимальной организации городской среды с целью улучшения экологической ситуации в городе.

        Несмотря на наличие различных подходов в изучении урбанизированной среды, методологические и методические основы геоэкологической оценки городов не до конца разработаны. Для принятия управленческих решений по сохранению и улучшению состояния городской среды важно опираться на геоэкологический анализ территории, включающий единую систему критериев и показателей определения реальной нагрузки на городскую среду, а также приоритетные методы исследования. Такой подход позволит разрешить проблему соизмерения качественных и количественных характеристик состояния природных компонентов, вызванную неполной информацией о такой сложной системе как город, ее неоднозначностью, неопределенностью и часто неравноценностьюпривести в соответствие приемы обработки и организационные формы представления используемой информации.

        Цель работы — геоэкологический анализ состояния территории г. Биробиджана для решения проблем экологического планирования и оптимизации качества городской среды.

        В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

        1. Показать особенности геоэкологического анализа как современного метода познания сложных разноуровневых систем в решении вопросов определения экологического состояния урбанизированных территорий.

        2. Выделить и обосновать критерии и показатели оценки экологического состояния городской территории.

        3. Выявить особенности экологического состояния территории г. Биробиджана.

        4. Провести зонирование территории г. Биробиджана с учетом интегральной оценки ее экологического состояния.

        5. Разработать пути совершенствования экологической стратегии развития г. Биробиджана, с учетом перспективного планирования городской территории, данных геомониторинга состояния окружающей среды.

        Объект исследования — экологическое состояние урбанизированной территории.

        Предмет исследования — особенности формирования экологического состояния урбанизированной территории г. Биробиджана и пути совершенствования экологической стратегии его социально-экономического развития.

        Методы исследования — информационно-аналитический, сравнительно-географический, статистический, описательный, картографический, биоиндикационный, геохимический, географических аналогов и др.

        Большой объем материалов был получен в ходе реализации проектов ДВО РАН, в которых автор принимал участие в качестве руководителя (2003,.

        2005) и ответственного исполнителя (2006;2008).

        Теоретическую и методологическую основу диссертационного исследования составляют научные работы отечественных и зарубежных специалистов в области географии: С. С. Ганзея , А. Г. Исаченко , Б. Коммонера, Б. И. Кочурова , З. Г. Мирзехановой , У.Дж. Мэннинга, B.C. Преображенского, Фр. Рамада, Ф. Н. Реймерса и др., географии и экологии городов: Г. В. Добровольского , A.M. Дэвиса, А. С. Курбатовой , Г. М. Лаппо , Э. А. Лихачевой , В. П. Макаренко , В. З. Макарова , Н. В. Маслова , Л. А. Матюшкиной , Б. М. Миркина , Н. А. Нарбут , Е. Н. Перцика и др., в биогеохимии: Н. Ф. Глазовского , М. А. Глазовской , Г. В. Добровольского , Н. С. Касимова , Р. М. Коган , А. А. Кулагина , Ю. З. Кулагина и др.

        Научная новизна диссертационной работы.

        1. Показаны значение и роль геоэкологического анализа в определении качества урбанизированных территорийразработан алгоритм проведения геоэкологического анализа урботерриторий.

        2. Выбрана и обоснована единая система критериев и показателей оценки экологического состояния средних и малых городов российского Дальнего Востока [20, "https://referat.bookap.info"].

        3. Впервые дана интегральная и дифференциальная оценка экологического состояния г. Биробиджана на основе расчета суммарного показателя концентрации тяжелых металлов в депонирующих средах и средневзвешенных показателей экологического состояния.

        4. Впервые на основе сопряженного анализа данных о загрязнении депонирующих сред с учетом геоэкологических особенностей территории проведено зонирование города по уровню загрязнения.

        5. Разработаны интегральная и серия покомпонентных карт, как оперативных, так и длительного использования, отображающих экологическое состояние г. Биробиджана.

        6. Впервые для г. Биробиджана разработан экологический каркас, предложена система геоэкологического мониторинга.

        Основные защищаемые положения.

        1. Геоэкологический анализ состояния урбанизированных территорий отражает специфику причинно-следственных связей формирования и развития функциональных подсистем урбогеосистемы, его результаты обеспечивают разработку экологических программ и реализацию мероприятий, направленных на улучшение качества городской среды.

        2. В соответствии с принятыми критериями и показателями оценки экологического состояния урбанизированной среды, наиболее важными из которых являются показатели качества депонирующих сред, состояние территории г. Биробиджана оценивается как удовлетворительное (47%), относительно чистые районы города занимают 31%, являясь экологическим резервом его перспективного экономического развития.

        3. Эффективность муниципальной экологической политики, направленной на улучшение качества городской среды, определяется системой мер и мероприятий, основу которых составляет оптимизация территориального планирования и управления.

        Публикации. По теме диссертации опубликовано 56 работ, в том числе 3 — в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

        Апробация работы. Основные положения диссертации были изложены и обсуждались на международных конференциях и научных форумах — Владивосток (2003, 2004, 2006, 2007), Биробиджан (2002, 2004), КомсомольскнаАмуре (2006, 2008), Хабаровск (2006, 2008), Санкт-Петербург (2008, 2009) — российских — Улан-Удэ (2004), Санкт-Петербург (2007) — региональных: Хабаровск (2003, 2008), Владивосток (2003, 2006, 2008), Биробиджан (2005, 2007, 2009). Научные результаты были представлены на I — УП областных смотрах-конкурсах научных работ молодых ученых и аспирантов высших учебных заведений и организаций науки Еврейской автономной области (Биробиджан, 2004 — 2010).

        Структура и объём работы. Диссертация изложена на 186 страницах текста, состоит из Введения, четырех глав, Заключения, списка литературы из 263 наименований, в том числе 23 на иностранных языках, приложения, а также включает 27 таблиц и 43 рисунка, в том числе 20 карт.

        Основные выводы проведенных исследований состоят в следующем:

        1. Геоэкологический анализ является эффективным методом изучения сложных систем, в том числе экологического состояния городской территории, учитывающий ее природные и антропогенные особенности. Свойства ГЭА (комплексность, пространственно-временной, конструктивный характер, экологическая направленность) позволяют разработать пути оптимизации качества жизни и устойчивого развития урбогеосистем с привлечением широкого спектра информации.

        2. Важными критериями и показателями качества городской среды являются показатели депонирующих сред, которые коррелируют между собой, учитывают специфику г. Биробиджана, отражают природные и антропогенные особенности, техногенную преобразованность природно-антропогенных комплексов.

        3. Особенности экологического состояния г. Биробиджана проявляются рядом природных и антропогенных факторов, которые выражены контрастностью климатических, геологических, гидрологических, геохимических условий, а также характером планировочной структуры, полифункциональностью, высокой ролью коммунальных систем и автомобильного транспорта в загрязнении компонентов окружающей среды и Т.д.

        4. Расчет концентрации загрязнителей в компонентах окружающей среды характеризует экологическое состояние депонирующих сред как удовлетворительное. По величине суммарного показателя концентрации тяжелых металлов в депонирующих средах в пределах города выявлено 5 уровней геохимических аномалий. К наиболее загрязненным природным компонентам относится снежный покров, который отражает качество городской среды в зимний период, когда самоочищающая способность атмосферы минимальна.

        5. Для определения качества урбосреды г. Биробиджана использовался интегральный средневзвешенный показатель экологического состояния (ПЭкС), согласно которому 4% площади территории относится к очень высокому, 8% к высокому, 10% к выше среднему, 47% к среднему уровням загрязнения, 31% к относительно чистым районам города.

        6. Улучшение состояния городской среды возможно на основании экологического планирования территории, представленного ЭКГТ. Он включает как систему сложившихся мер и мероприятий по охране урбанизированной среды, в основе которых зеленый каркас города, так и дополнительных (открытые территории, буферные зоны и т. д. ), учитывающих современный уровень нагрузки на ландшафтные комплексы.

        7. В целях перспективного прогноза и предупреждения возможных негативных последствий антропогенного воздействия, в рамках экологической стратегии развития городской территории, разработана единая система геомониторинга, созданная на основании целенаправленного сбора и обработки информации о состоянии окружающей природной среды.

        ЗАКЛЮЧЕНИЕ

        С использованием ГЭА, на основе подбора приоритетных критериев и показателей, основных методов исследования в работе дана комплексная оценка экологическому состоянию города, который рассматривается как сложная, целостная урбогеосистема. На примере депонирующих сред, проведен интегральный и покомпонентный анализ территории. Характеристика природных и антропогенных особенностей города составляет важный блок информации, который необходим для принятия эффективных решений с целью дальнейшего формирования стратегии развития города (формирование экологического каркаса городской территории, оптимизация системы мониторинга).


        МОНИТОРИНГ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ВОДООХРАННЫХ ЗОН И БЕРЕГОВЫХ ЛИНИЙ РЕК, ОЗЕР И ВОДОЕМОВ НА УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЯХ

        1 Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет, Нижний Новгород Нижний Новгород, Россия (603950, г. Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65)

        2 Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет, Нижний Новгород Нижний Новгород, Россия (603950, г. Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65)

        Текст работы размещён без изображений и формул.
        Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

        В настоящее время очень актуальна проблема загрязнения водных объектов в результате деятельности человека. Сброс отходов, устройство несанкционированных свалок, захламление территорий, прилегающих к источникам водоснабжения, нарушает способность рек, озер и водоемов к саморегулированию. Видимые искусственные изменения в природной среде часто приводят к коренным изменениям связей в экосистемах и прогрессирующему разрушению биосферы.

        Проблемы захламления территорий становятся все более острыми по мере исторического развития общества. Стремительно увеличивается влияние на природу, вызываемое научно-техническим прогрессом. Уже сейчас во многих городах России наблюдаются большие трудности в обеспечении водоснабжения и водопользования вследствие качественного и количественного истощения водных ресурсов.

        Деятельность, обеспечивающая рациональное использование водных объектов, регулируется Водным Кодексом Российской Федерации (ВК РФ). Согласно 65 статьи ВК РФ к водоохранным зонам относятся территории, примыкающие к береговой линии морей, рек, ручьев, каналов, озер, водохранилищ, на которых устанавливается специальный режим осуществления хозяйственной и иной деятельности, для предотвращения загрязнения, засорения, заиления указанных водных объектов и истощения их вод, а также сохранения среды обитания водных биологических ресурсов и других объектов животного и растительного мира.

        В границах водоохранных зон устанавливаются прибрежные защитные полосы, на которых вводятся дополнительные ограничения, направленные на предотвращение загрязнений водных объектов, сохранение среды обитания водных биологических ресурсов [1].

        Для защиты водных объектов от воздействия антропогенного фактора необходимо производить мониторинг водоохранных зон и прибрежно-защитных полос, позволяющий максимально снизить антропогенное влияние.

        Мониторинг представляет собой систему наблюдений, оценки и прогноза изменений состояния водных объектов, находящихся в федеральной собственности, собственности субъектов РФ, муниципальных образований, физических и юридических лиц [2].

        Государственный мониторинг водных объектов осуществляется в целях:

        1) своевременного выявления и прогнозирования негативного воздействия вод, а также развития негативных процессов, влияющих на качество воды в водных объектах и их состояние, разработки и реализации мер по предотвращению негативных последствий этих процессов;

        2) оценки эффективности осуществляемых мероприятий по охране водных объектов;

        3) информационного обеспечения управления в области использования и охраны водных объектов, в том числе для государственного надзора в области использования и охраны водных объектов [1].

        Деятельность по осуществлению и организации мониторинга проводятся: Федеральным агентством водных ресурсов, Федеральным агентством по недропользованию, Федеральной службой по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды с участием уполномоченных органов исполнительной власти субъектов РФ [2].

        Контроль загрязнения поверхностных вод производится регулярно специально созданной сетью пунктов наблюдения. Порядок организации и проведения наблюдений на этих пунктах определен ГОСТ 17.1.3.07-82 и соответствующими методическими указаниями.

        Разработанная система контроля предусматривает согласованную программу работ по гидрохимии, гидрологии, гидробиологии и получение данных, характеризующих качество воды по физическим, химическим, гидробиологическим показателям.

        Пункты контроля качества водоемов и водотоков подразделяют на I, II, III и IV категории. Категории пунктов и их расположение определяют в установленном порядке с учетом комплекса факторов: народно-хозяйственного значения водного объекта, качества воды, размера и объема водоема, размера и водности водотока и других факторов [3].

        На основании вышесказанного можно сделать вывод, что установление водоохраной зоны является основой сохранения водных объектов, а проведение мониторинга позволяет вовремя принять необходимые меры и спасти от загрязнений природные ресурсы.

        1.Российская Федерация. Законы. Водный кодекс Российской Федерации [Электронный ресурс] : федер. закон Рос. Федерации от 03.06.2006 г. № 74-ФЗ : [ред. от 29.07.2017] . - Режим доступа : КонсльтантПлюс. Законодательство. ВерсияПроф.

        2. Российская Федерация. Правительство. Об утверждении Положения об осуществлении государственного мониторинга водных объектов [Электронный ресурс] : федер. закон Рос. Федерации от 10.04.2007 г. № 219-ФЗ : [ред. от 18.04.2014] . - Режим доступа : КонсультантПлюс. Законодательство. ВерсияПроф.

        3. ГОСТ 17.1.3.07-82. Охрана природы. Гидросфера. Правила контроля качества воды водоемов и водотоков. – Введ. 01.01.1983. – Москва : Изд-во стандартов, 1983.

        Ключко Таиса Владимировна


        Курсавский региональный колледж "Интеграл"

        Экологическая безопасность (ЭБ-допустимый уровень негативного воздействия природных и антропогенных факторов экологической опасности на окружающую среду и человека.

        Система экологической безопасности - система мер, обеспечивающих с заданной вероятностью допустимое негативное воздействие природных и антропогенных факторов экологической опасности на окружающую среду и самого человека.

        На каждом уровне организации система экологической безопасности функционально состоит из трех стандартных модулей, логически дополняющих друг друга и только в своем единстве составляющих саму систему, это: комплексная экологическая оценка территории, экологический мониторинг и управленческие решения (экологическая политика).

        Каждый из указанных модулей выполняет следующие функции:

        Комплексная экологическая оценка территории:

        -Определение и оценка комплекса факторов экологической опасности, проявляющихся на данной территории;

        -Районирование территории по устойчивости к проявлению факторов экологической опасности;

        -Составление и ведение кадастра объектов воздействия на окружающую среду;

        -Идентификация и оценка экологических рисков;

        -Составление и ведение кадастра природных ресурсов;

        -Составление и ведение кадастра загрязненных территорий;

        -Выбор индикаторов устойчивого развития.

        -Нормирование воздействий на окружающую среду;

        -Контроль источников воздействия на окружающую среду (продукция — антропогенный источник, для обозначения экологически безвредной продукции используется термин экологически чистая продукция);

        -Контроль качества компонентов окружающей среды;

        -Мониторинг экологических рисков;

        -Мониторинг индикаторов устойчивого развития.

        -Формирование экологической политики;

        -Анализ и корректировка индикаторов устойчивого развития;

        Управление экологическими рисками: Предупреждение проявления антропогенных факторов экологической опасности; б) Минимизация последствий проявления природных факторов экологической опасности;

        Разработка и совершенствование природоохранного законодательства и методов формирования экологического мировоззрения.

        Методы контроля качества окружающей среды:

        -Методы измерений - строго количественные, результат которых выражается конкретным числовым параметром (физические, химические, оптические и другие).

        -Методы моделирования и прогноза, в том числе методы системного анализа, системной динамики, информатики и др.

        -Комбинированные методы, например, эколого-токсикологические методы, включающие различные группы методов (физико-химических, биологических, токсикологических и др.).

        Проблемы сохранения природы, экологической безопасности различных видов деятельности человека и связанной с ними безопасности его жизнедеятельности и здоровья крайне актуальны в настоящее время. Это не только вопрос сохранения природной среды, но и вопрос сохранения человеческой цивилизации, созданной самим же, человеком. Как заметил известный французский учёный-энтомолог Ж.А. Фабр ещё в 1907г.” Человек погибнет, убитый непомерным ростом того, что он называет цивилизацией." Наиболее сильно воздействие техногенных факторов на здоровье людей и качество их жизни проявляется в крупных населённых пунктах, где различные техногенные системы концентрируется в местах проживания людей на компактной территории.

        Вывести Человечество из глобального экологического кризиса на путь устойчивого развития, при котором будет достигнуто удовлетворение жизненных потребностей нынешнего поколения без лишения такой возможности, будущих поколении.

        • разработать теории и методы оценивания устойчивости экологических систем на всех уровнях; исследовать механизмы регуляции численности популяций и биотического разнообразия, роли биоты (флоры и фауны) как регулятора устойчивости биосферы;
        • изучить и создать прогнозы изменений биосферы под влиянием естественных и антропогенных факторов;
        • оценивать состояния и динамики природных ресурсов и экологических последствий их потребления;
        • разрабатывать методы управления качеством окружающей среды;
        • формировать понимание проблем биосферы и экологическую культуру общества.

        Окружающая нас живая среда не является беспорядочным и случайным сочетанием живых существ. Она представляет собой устойчивую и организованную систему, сложившуюся в процессе эволюции органического мира. Системный подход — основа изучения проблем экологии.

        Проведен обзор существующих классификаций показателей качества воды лентических водных объектов, и на основе проведенного анализа авторами предложен минимально достаточный комплекс показателей качества воды в водоемах, включающий: глубину, температуру, рН, растворенный кислород, электропроводность, химическое потребление кислорода и состояние высшей водной растительности. Приведено обоснование предложенного комплекса показателей качества воды. Для оценки физико-географических особенностей рассматриваемых водных объектов в ГИС программе Surfer 9.0 построена трехмерная модель. Проведена оценка экологического состояния водоемов г. Уфы по предложенному комплексу показателей качества воды. Полученные результаты обработаны с помощью программы ArcGis и графически интерпретированы в работе. По предложенным показателям качества воды в водоемах возможно определить класс качества водного объекта, трофический статус, класс сапробности и пригодность для питьевого, хозяйственно-бытового водоснабжения, рекреационного и для рыбо-хозяйственных целей.


        1. Баренбойм Г.М., Веницианов Е.В., Данилов-Данильян В.И. Некоторые научно-технологические проблемы проектирования, создания и функционирования систем мониторинга водных объектов // Вода: химия и экология. 2008. № 2. С. 3-10.

        2. ГОСТ 17.1.3.07-82. Охрана природы. Гидросфера. Правила контроля качества воды водоемов и водотоков. М.: Госстандарт, 1988. 20 с.

        4. СанПиН 2.1.5.980-00. Гигиенические требования к охране поверхностных вод. Водоотведение населенных мест, санитарная охрана водных объектов. М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 2000. 24 с.

        6. Ходоровская Н.И., Кандерова О.Н. Физико-химические и гидробиологические методы исследования экологического состояния водоемов: учеб. пособие. Челябинск: ЮУрГУ, 2002. 70 с.

        В настоящее время одной из основных экологических проблем урбанизированных территорий, как заявлено в решении V Всемирного водного форума (Стамбул, 2009), является загрязнение водных объектов. Стремительный рост урбанизированных территорий оказывает отрицательное влияние на внутригородские водные объекты: водотоки и водоемы являются приемниками сточных вод, что негативно отражается на качестве воды и донных отложений, жизнедеятельности гидробионтов, водной растительности и прибрежной зоны. Высокая антропогенная нагрузка формирует напряженную геоэкологическую обстановку не только в самом водном объекте, но и на прилегающей территории, в связи с этим является актуальной оценка экологического состояния водных объектов, особенно водоемов, характеризующихся замедленным водообменом и пониженной самоочищающейся способностью.

        На территории РФ практически равное количество водотоков и водоемов (около 2,8 млн.), при этом более половины водоемов расположены на урбанизированной территории. В то же время, по данным Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, общее количество гидропостов на водоемах (354) в 7 раз меньше чем на реках (2731), т.е. около 87 % водоемов выпадают из общей системы мониторинга экологического состояния водных объектов [3].

        В связи с этим основным направлением развития системы мониторинга лентических водных объектов является разработка системы оперативной оценки экологического состояния водоемов урбанизированных территорий (экспресс-диагностика), опирающейся на комплекс научно-обоснованных показателей. Применение такой системы позволит сократить время на проведение лабораторных анализов, увеличить число гидрологических постов и оперативно принять решения по реабилитации водных объектов.

        Анализ показателей качества воды в водоеме

        Основным средством для проведения оценки экологического состояния водоема являются показатели качества воды. Показатели, характеризующие экологическое состояние лентических водных объектов, включены в ГОСТ 17.1.3.07-82 [2] и применимы для контроля качества природных вод по физическим, химическим и гидробиологическим показателям. Однако стандарт не применяется при контроле качества вод антропогенно - нагруженных водоемов (используемых для промышленных нужд, сброса сточных вод, нужд гидроэнергетики и т.д.). В целях контроля качества воды в стандарте предложены различные наборы показателей (программы). Например, для контроля качества воды в водоеме в основные фазы водного режима рекомендуется обязательная программа, включающая более 37 показателей.

        Осуществление контроля, включающего определение всех показателей обязательной программы, является не только крайне дорогостоящим и трудоемким, но и информативно насыщенным, и тем самым может затруднить принятие своевременных решений, направленных на улучшение экологической ситуации. В связи с этим в ряде стран в последнее время ведутся работы по сокращению числа определяемых показателей. Впервые логическая схема разбиения на группы показателей качества воды предложена В.Б. Страдомским (1976 г.) (таблица 1) [1].

        Таблица 1. Обобщенные группы показателей качества воды по В.Б. Страдомскому

        Измеряемые компоненты и свойства воды

        Температура, рН, Eh, электропроводность, О2, взвешенные вещества

        Ca 2+ , Mg 2+ , Na + , Cl - , SO4 2- , HCO3 -

        Общий органический углерод, БПК, ХПК

        Первичная продукция и деструкция, хлорофилл, NH4 + , NO2 - , NO3 - , Nобщ, Рмин, Робщ

        Специфические биологические тесты (водные организмы, ферментативные реакции)

        Специфические загрязняющие вещества

        Тяжелые металлы (Hg, Cu, Ni, Zn, Pb, Cd и др.), радиактивность, пестициды, нефтепродукты, фенолы, СПАВ, СN, СОЗ (ПХБ, ПАУ, хлорорганика)

        Другая минимальная классификация показателей состояния водоемов рассмотрена в работе Г.М. Баренбойма, Е.В. Веницианова и В.И.Данилова-Данильяна [1]. Она включает в себя:

        • базовые показатели - уровень воды, скорость течения, расход воды, температура, содержание взвешенных веществ, растворенного кислорода, рН, электропроводность;
        • геохимические (фоновые) показатели, отражающие геологическое строение бассейна - общая жесткость, щелочность, индивидуальное содержание катионов кальция, магния и т.д.;
        • показатели, характеризующие влияние антропогенной активности (через генерацию биогенных компонентов) на качество вод: содержание нитратов, фосфатов и т.д.;
        • показатели, характеризующие преимущественно влияние хозяйственной деятельности - содержание тяжелых металлов, радиоактивность и органические загрязнения;
        • гидробиологические показатели.

        Анализ двух данных классификаций показал характерную избыточность измеряемых показателей при их возможной взаимозаменяемости. В условиях ограниченности финансовых и трудовых ресурсов, выделяемых на организацию и проведение мониторинга, оценка экологического состояния водоемов по вышеприведенным комплексам показателей снижает оперативность действий и тем самым уменьшает количество исследуемых водных объектов.

        Оперативность оценки экологического состояния лентических водных объектов достигается путем мониторинга небольшого числа контролируемых и определяемых в ходе полевых и лабораторных исследований показателей, дающих интегральное представление о развитии происходящих в водоеме негативных процессов эвтрофирования, загрязнения и закисления. Например, в работе [5] предложен следующий набор показателей:

        В рассмотренном наборе показателей отсутствуют морфометрические и некоторые важнейшие гидрохимические показатели (например, ХПК).

        Однако, можно ограничиться меньшим числом показателей за счет таких свойств показателей, как взаимозаменяемость и информативность. В настоящей работе проведенный анализ существующих классификаций показателей качества воды водоемов показал, что сейчас существует проблема выделения минимально достаточного комплекса показателей, т.е. каждый из предложенных показателей должен быть необходимым, а все показатели вместе достаточны для адекватного описания экологического состояния лентического водного объекта.

        Обоснование предложенного комплекса показателей качества воды в водоеме

        Для оценки состояния лентических водных объектов урбанизированных территорий на основе анализа существующих классификаций показателей качества воды с учетом взаимосвязи показателей, определяемых при оценке экологического состояния водоемов, авторами предложен комплекс показателей, исключающий избыточность и взаимозаменяемость показателей. Предложенный комплекс показателей содержит:

        глубину; температуру; растворенный кислород; электропроводность; рН; ХПК; состояние высшей водной растительности.

        Выбор глубины в качестве показателя обусловлен тем, что это - один из морфометрических показателей, дающий количественное представление об озерной котловине. Также значение глубины используется при численном моделировании термического режима водоемов методом суперпозиции А.И.Пеховича и В.М.Жидких. От значения температуры зависят кислородный режим водоема, интенсивность процессов самоочищения, форма щелочности и состояние карбонатно-кальциевой системы. В случае теплового загрязнения при заданном значении температуры по математической модели Стритера-Фелпса определяют концентрацию растворенного кислорода и БПК (Бреховских В.Ф., 1982).

        Концентрация кислорода определяет величину окислительно-восстановительного потенциала, направление и скорость процессов химического и биохимического окисления органических и неорганических соединений. Кислородный коэффициент является показателем трофического статуса озера (Салазкин, 1976).

        Величина электропроводимости служит показателем суммарной концентрации электролитов для оценки минерализации воды и является суммарным индикаторным показателем антропогенного воздействия. Величина электрической проводимости является показателем трофического статуса водоема, класса качества и характера сапробности (Институт охраны природы и заповедного дела Минэкологии России, 1992).

        По величине рН определяется содержание угольной кислоты в воде и соответственно углекислого газа, трофический статус водоема и класс качества (Романенко В.Д., 1990).

        В настоящее время, являясь интегральным показателем, ХПК считается одним из наиболее информативных показателей антропогенного загрязнения вод. ХПК используется в качестве меры содержания органического вещества.

        Видовой состав прибрежно-водной растительности позволяет охарактеризовать экологическое состояние экосистемы. В практике гидробиологических исследований широко используется методика индикации вод по биологическим показателям. Гидробиологический анализ позволяет оценить качество воды как среды обитания организмов, определить совокупный эффект комбинированного воздействия загрязняющих веществ, установить направление и изменение водных биоценозов в условиях загрязнения, т.е. является неотъемлемым элементом мониторинга экологического состояния водоемов.

        Оценка экологического состояния водоемов г. Уфы по предложенному комплексу показателей качества воды в водоеме

        Город Уфа является характерным примером урбанизированной территории, характеризующейся интенсивным развитием промышленности, транспорта и ростом численности населения. Естественная гидрографическая сеть в пределах территории г.Уфы насчитывает порядка 20 малых рек и ручьев и 90 озер естественного и искусственного происхождения. Основную массу городских водных объектов, подверженных антропогенному прессу, составляют лентические водные объекты площадью от 0,1 га до 84,0 га. Одним из таких водоемов является оз. Долгое (рисунок 1), расположенное в микрорайоне Нижегородка г. Уфы. Для оценки физико-географических особенностей оз. Долгое в ГИС программе Surfer 9.0 построена трехмерная модель, представленная на рисунке 1.


        Рисунок 1. Трехмерная модель оз. Долгое

        Загрязнение оз. Долгое происходит за счет сброса хозяйственно-бытовых сточных вод с территории комплекса малоэтажных жилых домов; смыва загрязняющих веществ ливневыми и талыми водами, что обусловлено особенностями рельефа местности и рекреационной нагрузки. Оз. Долгое является старицей реки Белая, поэтому в период весеннего половодья р.Белая соединяется с озером, что приводит к частичному затоплению прибрежной части и обновлению воды водоеме.

        Для оценки экологического состояния озера Долгое по предложенному комплексу показателей качества воды в водоеме, в июне 2011 года проведено флористическое описание водоема, отбор и анализ проб воды. Определение состояния водной растительности проведено по видовому и количественному составу флоры, путем натурных исследований фитоценозов. Описание проведено в естественных границах на наиболее однородных участках сообществ.

        По предложенному комплексу показателей качества воды в водоеме: глубина; температура; растворенный кислород; электропроводность; рН; ХПК; состояние высшей водной растительности - проведено описание высшей водной растительности оз.Долгое. В соответствии с полученными результатами описания степень зарастания оз.Долгое по схеме Штармаха является равномерной и составляет 2 % от общей площади водоема. Флористический состав объекта включает 10 видов высших растений, принадлежащих к 8 семействам. На основе данных флористического описания оз. Долгое проведена оценка степени загрязнения воды путем определения индикаторных видов высших водных растений по системе Кольквитца - Марссона. На оз.Долгое выявлены два вида-индикатора из списка индикаторных видов Кольквитца - Марссона: элодея канадская и роголистник погруженный, которые являются представителями β-мезасапробов.

        Сапробиологический анализ оз. Долгое выполнен по методике Р. Пантле и Н. Букк в модификации В. Сладечек. Индекс сапробности рассчитан по формуле [6]:

        где s - индикаторная значимость вида (s=2, т.к. оба вида-индикатора являются β-мезасапробами);

        h - частота встречаемости (для обоих видов h=7, так как виды встречаются очень часто.

        В соответствии с полученным значением (S=2) по шкале сапробности вода оз. Долгое β-мезасапробная (1,5. 2,5), т.е. водоем является слабозагрязненным.

        В целях оценки экологического состояния оз. Долгое по предложенному комплексу показателей качества воды в водоеме отбор проб воды сопровождался фиксацией глубины и температуры воды с помощью ручного эхолота JJ-Connect Fisherman 130. Значения температуры воды и глубины представлены в таблице 2.

        Экологические проблемы городов, главным образом наиболее крупных из них, связаны с чрезмерной концентрацией на сравнительно небольших территориях населения, транспорта и промышленных предприятий, с образованием антропогенных ландшафтов, очень далеких от состояния экологического равновесия.

        Темпы роста населения мира в 1.5-2.0 раза ниже роста городского населения, к которому сегодня относится 40% людей планеты. За период 1939 – 2000 гг. население крупных городов выросло в 4, в средних – в 3 и малых – в 2 раза.

        Социально-экономическая обстановка привела к неуправляемости процесса урбанизации во многих странах. Процент городского населения в отдельных странах равен: Аргентина – 83, Уругвай – 82, Австралия – 75, США – 80, Япония – 76, Германия – 90, Швеция – 83. Помимо крупных городов-миллионеров быстро растут городские агломерации или слившиеся города. Таковы Вашингтон-Бостон и Лос-Анжелес, Сан-Франциско в США; города Рура в Германии; Москва, Донбасс и Кузбасс в СНГ.

        Круговорот вещества и энергии в городах значительно превосходит таковой в сельской местности. Средняя плотность естественного потока энергии Земли – 180 Вт/м2, доля антропогенной энергии в нем – 0.1 Вт/м2. В городах она возрастает до 30-40 и даже до 150 Вт/м2 (Манхэттен).

        Над крупными городами атмосфера содержит в 10 раз больше аэрозолей и в 25 раз больше газов. При этом 60-70% газового загрязнения дает автомобильный транспорт. Более активная конденсация влаги приводит к увеличению осадков на 5-10%. Самоочищению атмосферы препятствует снижение на 10-20% солнечной радиации и скорости ветра.

        При малой подвижности воздуха тепловые аномалии над городом охватывают слои атмосферы в 250-400 м, а контрасты температуры могут достигать 5-6°С. С ними связаны температурные инверсии, приводящие к повышенному загрязнению, туманам и смогу.

        Города потребляют в 10 и более раз больше воды в расчете на 1 человека, чем сельские районы, а загрязнение водоемов достигает катастрофических размеров. Объемы сточных вод достигают 1м2 в сутки на одного человека. Поэтому практически все крупные города испытывают дефицит водных ресурсов и многие из них получают воду из удаленных источников.

        Водоносные горизонты под городами сильно истощены в результате непрерывных откачек скважинами и колодцами, а кроме того загрязнены на значительную глубину.

        Коренному преобразованию подвергается и почвенный покров городских территорий. На больших площадях, под магистралями и кварталами, он физически уничтожается, а в зонах рекреаций – парки, скверы, дворы – сильно уничтожается, загрязняется бытовыми отходами, вредными веществами из атмосферы, обогащается тяжелыми металлами, обнаженность почв способствует водной и ветровой эрозии.

        Растительный покров городов обычно практически полностью представлен “культурными насаждениями” – парками, скверами, газонами, цветниками, аллеями. Структура антропогенных фитоценозов не соответствует зональным и региональным типам естественной растительности. Поэтому развитие зеленых насаждений городов протекает в искусственных условиях, постоянно поддерживается человеком. Многолетние растения в городах развиваются в условиях сильного угнетения.

        Медико-биологические последствия ухудшения экологической ситуации.

        Поскольку основное загрязнение и другие виды деградации окружающей среды происходят в основном в населенных промышленных или сельскохозяйственных районах, ухудшение экологической ситуации приводит к существенным социальным и экономическим последствиям.

        Влияние экологических факторов на здоровье населения. Подвергаются воздействию загрязнения приземного слоя атмосферы за счет:

        взвешенных веществ - 15 млн.человек

        бенз(о)пирена, - 14 млн.человек

        диоксида азота - 5 млн. человек

        фтористого водорода - 5 млн. человек

        сероуглерода - 5 млн. человек

        формальдегида - 4 млн. человек

        оксида углерода - 4 млн. человек

        аммиака - 3 млн. человек

        стирола - 3 млн. человек

        бензола - 1 млн. человек

        оксида азота - 1 млн. человек

        сероводорода - 1 млн. человек

        метилмеркаптана - 1 млн. человек

        Некоторые пищевые продукты не отвечают гигиеническим нормативам, в том числе (в % от общего числа взятых проб):

        по санитарно-химическим показателям - 5,94

        по содержанию пестицидов - 0,4

        по микробиологическим показателям - 7,21

        Почти половина населения страны вынуждена пользоваться водой, несоответствующей санитарно-гигиеническим требованиям из-за плохой водоочистки и неудовлетворительного состояния водопроводов.

        От 32 до 53% объектов не отвечают санитарно-гигиеническим требованиям по воздействию шума и от 12 до 27% - по воздействию электромагнитных полей. Установлена полная корреляция комплексного загрязнения окружающей среды с болезнями кожи и подкожной клетчатки. Установлена сильная корреляция комплексного загрязнения окружающей среды с общей смертностью и такими ее причинами, как болезни крови и кроветворных органов, психические расстройства, болезни органов пищеварения, а также с болезнями нервной системы и органов чувств, системы кровообращения.

        Средняя корреляция установлена с такими причинами смертности, как болезни эндокринной системы, нервной системы и органов чувств, органов кровообращения, органов дыхания, врожденные аномалии, а также с болезнями органов дыхания и органов пищеварения.

        В загрязненных районах выявлен наименьший процент редко болевших детей (38,6 - 50% против 73,9 в условно чистых районах) и наибольший ‑ среди болевших (43,2 - 46,8 % против 15,1%) в условно чистых районах. Среди взрослых людей в загрязненных районах отмечено меньшее количество практически здоровых (20-32% против 50-59%).

        Доля влияния загрязнения атмосферного воздуха на общую заболеваемость детей составляет в среднем 17%, у взрослых - 10%. Загрязнение воздуха вызывает 41% заболеваний органов дыхания, 16% - эндокринной системы, 2,5% онкологических заболеваний у лиц в возрасте 30-34 года и 11%-у лиц 55-59 лет.

        Урбанизация – это рост и развитие городов, а так же приобретение сельской местностью внешних и социальных черт, характерных для города. Рост численности населения и его плотности — характерная черта городов.

        Как известно, на человека не распространяется действие факторов, зависящих от плотности популяции, подавляющих размножение животных: интенсивность роста населения ими автоматически не снижается. Но, объективно, высокая плотность ведет к ухудшению здоровья, к появлению специфических болезней, связанных, например, с загрязнением среды, делает обстановку эпидемиологически опасной в случае вольного или невольного нарушении санитарных норм, и др. Особенно интенсивно протекают процессы урбанизации в развивающихся странах.

        По мере развития города, в нем все более дифференцируются его функциональные зоны - это промышленная, селитебная, лесопарковая. Промышленные зоны — это территории сосредоточения промышленных объектов различных отраслей (металлургической, химической, машиностроительной, электронной и др.). Они являются основными источниками загрязнения окружающей среды. Селитебные зоны — это территории сосредоточения жилых домов, административных зданий, объектов культуры, просвещения и т. п. Лесопарковая — это зеленая зона вокруг города, окультуренная человеком, т. е. приспособленная для массового отдыха, спорта, развлечения. Возможны ее участки и внутри городов, но обычно здесь городские парки — древесные насаждения в городе, занимающие достаточно обширные территории и тоже служащие горожанам для отдыха. В отличие от естественных лесов и даже лесопарков, городские парки и подобные им более мелкие посадки в городе (скверы, бульвары) не являются самоподдерживающимися и саморегулируемыми системами.

        Лесопарковая зона, городские парки и другие участки территории, отведенные и специально приспособленные для отдыха людей, называют рекреационными зонами (территориями, участками и т. п.).

        Углубление процессов урбанизации ведет к усложнению инфраструктуры города. Значительное место начинает занимать транспорт и транспортные сооружения (автомобильные дороги, автозаправочные станции, гаражи, станции обслуживания, железные дороги со своей сложной инфраструктурой, в том числе подземные — метрополитен; аэродромы с комплексом обслуживания и др.). Транспортные системы пересекают все функциональные зоны города и оказывают влияние на всю городскую среду (урбосреду).

        Среда, окружающая человекам этих условиях, — это совокупность абиотической и социальных сред, совместно и непосредственно оказывающих влияние на людей и их хозяйство. Одновременно, по Н. Ф. Реймерсу (1990), ее можно делить на собственно природную среду и преобразованную человеком природную среду (антропогенные ландшафты вплоть до искусственного окружения людей — здания, асфальт дорог, искусственное освещение и т. д., т. е. до искусственной среды). В целом же среда городская и населенных пунктов городского типа — это часть техносферы, т. е. биосферы, коренным образом преобразованной человеком в технические и техногенные объекты.

        Помимо наземной части ландшафта в орбиту хозяйственной деятельности человека попадает и его литогенная основа, т. е. поверхностная часть литосферы, которую принято называть геологической средой (Е. М. Сергеев, 1979). Геологическая среда — это горные породы, подземные воды, на которые оказывает воздействие хозяйственная деятельность человека.

        На городских территориях, в урбоэкосистемах, можно выделить группу систем, отражающую всю сложность взаимодействия зданий и сооружений с окружающей средой, которые называют природно-техническими системами (Трофимов, Епишин, 1985). Они теснейшим образом связаны с антропогенными ландшафтами, с их геологическим строением и рельефом.

        Читайте также: