Эколого-геохимическая оценка состояния городских ландшафтов Республики Казахстан

 

Московский  государственный университет

им. М.В. Ломоносова

 

 

 

 

 

 

 

Казахстанский филиал

Направление «Экология и природопользование»

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА:

«Эколого-геохимическая  оценка состояния городских ландшафтов Республики Казахстан».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВЫПОЛНИЛА: студентка 3-его курса Перепелица Светлана Анатольевна

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ: к.г.н., с.н.с. Пузанова Татьяна Алексеевна

ОППОНЕНТ: к.г.н., н.с. Асеева Елена Николаевна

 

 

 

Астана -2011

Оглавление

Введение	3
1. Воздействие города на урбанизированные ландшафты	5
1.1. Город как  система	5
1.2. Источники  загрязнения городских ландшафтов	6
1.3. Транзитные  и депонирующие среды	10
1.4. Загрязнение  аэрозолями и пылью	10
2. Мониторинг  загрязнения ландшафтов городов	13
2.1. Промышленные  факторы загрязнения	13
2.2. Рельеф местности как фактор изменения загрязнения	14
2.3. ПДК и критерии загрязнения различных компонентов городских ландшафтов	15
3. Загрязнение   компонентов городского ландшафта	17
3.1. Загрязнение  воздуха	17
3.2. Загрязнение  почв, снежного покрова и водных объектов	18
3.3. Загрязнение   растительности	20
4. Загрязнение  городов Республики Казахстан	23
4.1. Загрязнение воздуха	23
4.2. Загрязнение почв	33
4.3. Загрязнение вод и снежного покрова	36
4.4. Оценка радиационной обстановки	38
Выводы	39
Список литературы	40
Приложение	41

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Загрязнение среды  является одной из основных проблем XXI века. Антропогенное загрязнение напрямую зависит от интенсивности хозяйственной деятельности человека, причем основной вклад вносит промышленность. Исследования  эколого-геохимических изменений городской среды  предполагают выявление источников загрязнения, радиуса и направленности их воздействия на городские системы, трансформацию различных компонентов ландшафта и выявление самых разнообразных последствий изменения городской среды, в том числе анализ рисков, связанных со здоровьем городских жителей.

Целью данной работы является изучение структуры городских ландшафтов, анализ геохимических сред , и эколого-геохимическая оценка состояния городов Казахстана.

В рамках поставленной цели решались следующие задачи:

• Анализ возможных путей воздействия объектов производства на различные компоненты городских ландшафтов;
• Изучение основных критериев состояния окружающей среды для разработки систем экологического мониторинга; 
• Эколого-геохимическая оценка состояния городских ландшафтов Казахстана

В ходе работы были составлены таблицы, диаграммы и  карта выбросов в атмосферу загрязняющих веществ.

Курсовая работа состоит из введения, четырех глав, которые подразделяются на десять параграфов, заключения, приложения и списка использованной литературы.

В первой главе анализируются пути воздействия объектов производства, человека, животных, почв, растительности и вод. Рассматривается городской ландшафт в целом, выделяются источники загрязнения, транзитные и депонирующие среды.

Во второй главе  представлены различные варианты оценки состояния городского ландшафта, загрязнения  территории, факторы, влияющие на изменение  загрязнения в городе.

В третьей главе  рассматривается загрязнения компонентов  ландшафта. Более подробно описывается  влияние города на атмосферу, почвы, снежный покров и водные объекты.

Четвертая глава  посвящена эколого-геохимической  оценке состояния городских ландшафтов Республики Казахстан. Изучается состояние воздушной среды, выделяются основные ореолы загрязнения почв в городах, рассматривается состояние водных объектов и снежного покрова.

Для написания  работы были использованы материалы, полученные из национального доклада о состоянии окружающей среды Казахстана за 2009 год, из информационного бюллетеня о состоянии окружающей среды за 2010 год подготовленных Казахским научно-исследовательским институтом экологии и климата Министерства охраны окружающей среды РК и опубликованные литературные материалы.

 

 

 

Глава 1. Воздействие города на урбанизированные ландшафты

1. Город как система

      Город - это природно-антропогенная система, основными элементами которой является городская территория  и природная среда. Взаимодействие этих двух составляющих и создает урбоэкосистему и присущую ей природно-антропогенную городскую среду. И если в природной среде, экосистемы поступательно саморазвиваются, то урбоэкосистемы изменяются в зависимости от направленности и  степени преобразования антропогенных процессов и - природные процессы, которые исходно свойственны внегородским окружающим ландшафтам, на территории города протекают под его сильным влиянием. Соответственно, город это комплексная многофункциональная система, которая состоит как из компонентов природного характера, так и антропогенного. К природным составляющим можно отнести рельеф и подстилающие породы, почвы, воды, воздушные массы, растительный и животный мир. К антропогенным составляющим относят промышленные и жилые сооружения, транспорт и другие антропогенные объекты, так же являющиеся неотъемлемой частью города. Закономерности изменений городских ландшафтов выявляются путём анализа, как отдельных компонентов, так и их комплекса в целом, поскольку системность городских ландшафтов предопределяет при воздействии на один из компонентов отклик всех звеньев системы. Отличительной особенностью городских ландшафтов от природных, является предельная нарушенность почвенного покрова (урбаноземы часто представляют собой чередование различных культурных слоев в профиле), сильная обедненность флоры и фауны,  техногенная аридизация климата. Так, в среднем, микроклимат города отличается повышенными значениями  среднемесячных температур.

Городской ландшафт отражает всё разнообразие и противоречивость происходящих в нём процессов. Расширение городских территорий и нарастание научно- технических возможностей сделали привычным изменение ландшафта города и его окружения [Войнич, 2007]. Одним из основных и наиболее важных проявлений техногенного воздействия на городские ландшафты является процесс загрязнения. В условиях города накопление различных поллютантов вызвано разнообразными видами техногенного воздействия. Как правило, загрязняющие вещества имеют повсеместный характер распространения, протекают в течение всего времени освоения и использования территории и отражается на всех природных комплексах. Наиболее сильно техногенное воздействие на природную среду и население проявляется в крупных промышленных городах. Экологические блоки города, между которыми формируются потоки загрязняющих веществ, условно можно выделить в три группы (таблица 1).

Таблица 1

Источники и типы сред загрязнения городских  ландшафтов

Источники загрязнения	Транзитные  среды	Депонирующие  среды
Промышленный комплекс Жилищно-коммунальное хозяйство Траспорт	Атмосфера города Временные и постоянные водотоки Грунтовые воды	Донные отложения замкнутых водоемов Почвы Растения

Источник: составлено автором по данным учебника «Геохимия ландшафта», Перельман, Касимов, Москва ,1999

 

В этой связи удобно рассматривать взаимодействия элементов природы и техногенных компонентов, основываясь на пространственно-временной структуре распространения и распределения загрязнений.

2. Источники загрязнения городских ландшафтов

      Существует два вида загрязнений городского ландшафта: естественное и искусственное, каждое из которых обусловлено соответствующими источниками (рис. 1).

 

Рис 1.  Классификация  источников загрязнения

Источник: составлено автором по учебнику «геохимия  ландшафта» Перельман, Касимов 1999

К типу естественных источников загрязнения следует отнести космическую и вулканическую пыль, от эрозий почвы, морскую соль, дымы от пожаров, вулканические газы, газы от разложения и жизнедеятельности растений и животных и т.д. Основными источниками антропогенного загрязнения атмосферы являются теплоэнергетика, транспорт, промышленность, жилищно-коммунальное хозяйство, испытания оружия и т.д.

Отходы подразделяются на жидкие и твердые, стоки (поступают  в виде жидких потоков) и выбросы (поступают в атмосферу и трансформируются в разные агрегатные состояния) [Перельман, Касимов, 1999]. Также отходы классифицируются по происхождению (отходы производства и отходы потребления), по классам опасности, по мощности и высоте выброса. Для расчета предельно допустимых выбросов (ПДВ) предприятия для каждого источника по каждому показателю требуется классификация источников загрязнений, характеристика выбросов и степень изученности. При этом учитывают организованные и неорганизованные выбросы.

Организованные выбросы  бывают точечные, линейные и площадные. Точечные отходы обычно поступают от стационарных источников. Они характеризуются значительной концентрацией. Площадные отходы отличаются большой площадью распространения. Линейные отходы связаны с линейными объектами производства, загрязнение у которых вдоль этих источников. По масштабам отходы классифицируют на локальные, региональные и глобальные. Локальные отходы имеют непосредственную близость к источнику загрязнения. Площадь загрязнения у них зависит от технологических (характер поступления) и природных (особенности разноса загрязняющих веществ) факторов. Региональные отходы в основном располагаются в крупных промышленных центрах, с высокой численностью населения и большими размерами территории. На окружающую среду такие отходы воздействуют в комплексе. На глобальном уровне около 60% территории земного шара подвержено какому-либо антропогенному воздействию [Орлов, Безуглова, 2000].

Степень изученности  у организованных выбросов высокая, чаще всего учитывается вклад  каждого источника для любой точки пространства, имеются утвержденные программы расчета на ЭВМ, которые достаточно надежны. Неорганизованные выбросы поступают из производственных помещений, при транспортировке, погрузке и разгрузке, либо при аварии на производстве. Такие выбросы изучены недостаточно, учитываются приблизительно и их расчеты не надежны.

Рис.2 Доля в  выбросах в атмосферу загрязняющих веществ в % по отраслям промышленности

Источник: составлено автором по данным учебного пособия «Экологические основы общественного производства» Ратанова М.П., Смоленск 1999

Для каждой отрасли промышленности характерны свои объемы поступления загрязняющих веществ (рис. 2). Максимальная доля выбросов в атмосферу имеет перерабатывающая промышленность - 79,4%. Это связано с особенностями общественного производства. Она, как правило, имеет точечный характер распределения, сосредоточена в городах и населенных пунктах. Такие предприятия выбрасывают большое количество загрязняющих веществ, некоторые входят в международные списки токсичных загрязнителей. Отрасли добывающей промышленности имеют площадной характер  воздействия и отмечаются большими объемами выбросов, так же как и цветная, и черная металлургия.

Основная доля в сбросе сточных вод также  приходится на отрасли перерабатывающей промышленности. Они имеют 88,9% от общего объема поступающих загрязняющих веществ (рис. 3).

 

Рис 3.  Доля в сбросе сточных вод  загрязняющих веществ в % по отраслям промышленности

Источник: составлено автором по данным учебного пособия «Экологические основы общественного производства» Ратанова М.П., Смоленск 1999

На вторую позицию  выходит деревообрабатывающая промышленность. Загрязнение связано с производством целлюлозы, от производства которой со сточными водами попадает большое количество минеральных и органических веществ. Значительную долю в поступлении загрязняющих веществ в сбросе сточных вод имеет химия и нефтехимия. Самые минимальные показатели имеет добыча нефти и газа.

С выбросами  и стоками в крупных промышленных городах поступают ежегодно сотни тысяч загрязняющих веществ. Основными поллютантами являются оксиды углерода и азота, сернистый ангидрид, пыль. [Перельман, Касимов, 1999] Особую опасность представляют отходы с высокими концентрациями токсических элементов.

Например, у  тепловых электростанций в результате горения в атмосферу поступают СО, СО₂, SO, SO₂, SO₃, NO_x, твердые вещества (зола). Все они относятся к группе крупнотоннажных и поэтому сильно влияют на экосистемы. Наиболее опасны специфические выбросы, такие как бенз(а)перен (вызывает развитие онкологических заболеваний), тяжелые металлы, которые поступают вместе с топливом [Ратанова,1999].

Цветная металлургия  тоже имеет свою специфику. Так кроме  поступления в природную среду  тяжелых металлов, большую проблему составляет высокое содержание серы и шлаков.

Автомобильный транспорт, на сегодняшний день, является одним из основных загрязнителей  окружающей среды. Выхлопные газы любого автомобиля содержат большое количество веществ, которые различаются по степени воздействия [Мануйлов, 2009]. Среди них наиболее опасны свинец (попадая в атмосферу, сильно влияет на здоровье человека, в частности на нервную систему и кровь) и бенз(а)перен [Ратанова, 1999].

Распространение загрязняющих веществ в городах  зависит от свойства поступающего вещества и от способов, количества, физического и химического состава отходов. Важное значение имеет функциональное зонирование города. Ширина и расположение улиц, основных магистралей, промышленных и коммунально-складских объектов.

Большое число  и неравномерность размещения источников загрязнения создают сложности при анализе воздействия на городской ландшафт.