Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Геоэкологический анализ городской среды

ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Геоэкологический анализ городской среды"

На правахрукописи

Абеляшева Татьяна Михайловна

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ (НА ПРИМЕРЕ ГОРОДА КУРСКА)

25.00.36 - Геоэкология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Воронеж -2004

Работа выполнена в Курском государственном университете.

Научный руководитель:

доктор географических наук, профессор Смольянинов Владимир Митрофанович

Официальные оппоненты:

доктор географических наук, профессор Куролап Семен Александрович

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Панков Яков Владимирович

Ведущая организация:

Белгородский государственный университет

Защита состоится 23 декабря 2004 г. в 13.00 часов на заседании диссертационного совета К 215.007.01 при Воронежском военном авиационном инженерном институте, по адресу: 394064 г. Воронеж, ул. Старых Большевиков, 27.

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки Воронежского военного авиационного инженерного института.

Автореферат разослан «22» ноября 2004 г.

В. П. Закусилов

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время большинство промышленных городов Российской Федерации превратились в центры острейших экологических проблем. Прогрессирующая урбанизация городских территорий, которая сопровождается сосредоточением населения, промышленности и транспорта на небольших площадях приводит к увеличению антропогенной нагрузки на все компоненты городской среды, то есть на атмосферный воздух, поверхностные и подземные воды, грунты и почвенно-растительный покров. В результате происходит загрязнение городской среды, деградация растительности, нарушение биохимического круговорота, изменение микроклимата, гидрологических и гидрогеологических условий. Неблагоприятные экологические последствия хозяйственной деятельности человека, происходящие в среде обитания, оказывают негативное влияние на здоровье населения.

Важнейшей задачей для большинства промышленно развитых городов Российской Федерации в этих условиях является проведение комплексной оценки экологического состояния урбанизированных территорий, а также определение мероприятий по охране городской среды. Однако в настоящее время остается недостаточно разработанной методика проведения полного геоэкологического анализа состояния среды города, в результате которого можно было бы получить интегральные показатели, необходимые для разработки комплекса эффективных природоохранных мероприятий.

Целью рабтоы является разработка методики оценки экологического состояния среды города, как экосистемы, а также изучение здоровья населений, как индикатора такого состояния. Для достижения этой цели следует решить следующие задачи:

- разработать методику изучения и комплексной оценки среды города;

- провести геоэкологический анализ условий развития негативных природных процессов, а также определить величину антропогенной нагрузки и степень заболеваемости детского населения в Курской области;

- изучить физико-географические условия и оценить экологическое состояние атмосферы, почвенно-растительного покрова, поверхностных и подземных вод в городе Курске. Провести типизацию городской территории по величине антропогенной нагрузки;

- сделать анализ медико-экологического состояния городской среды Курска;

- разработать мероприятия, позволяющие улучшить экологическое состояние среды этого города.

Объектом исследований выбран город Курск, который по величине антропогенной нагрузки и характеру техногенных и природных процессов является представительным для городов Центрально-Черноземного региона.

Предметом исследований являются природно-антропогенные процессы, протекающие в городской среде при интенсивной хозяйственной деятельности человека.

Исходные материалы. В основу диссертации положены результаты полевых исследований автора на территории города Курска, а также материалы Комитета природопользования Курской области, областного территориального центра мониторинга геологической среды, областного управления здравоохранения и комитета архитектуры города Курска.

В исследованиях использованы методы: сравнительно-географический, математико-статистический, кластерного анализа, картографический, маршрутный. Определение содержания микроэлементов в почве, снеге, воде и растительности производилось атомно-адсорбционным методом.

Научная новизна заключается в том, что впервые городская среда рассматривается во взаимосвязи с природными условиями и экологическим состоянием региона, в котором расположен город. В диссертации разработана новая методика комплексной оценки городской среды, учитывающая условия развития негативных природных процессов и величину антропогенной нагрузки на городские территории, а также предусматривающая районирование городских земель по их общему экологическому состоянию. Эта методика впервые апробирована в условиях города Курска, в результате чего разработаны рекомендации по улучшению состояния среды этого города.

Теоретическая значимость. В работе предлагается методика комплексного геоэкологического анализа состояния городской среды, учитывающего антропогенные воздействия на атмосферу, почвенно-растительный покров, поверхностные и подземные воды, что позволяет выявлять предрасположенность этой среды к развитию негативных процессов и районировать территорию города по общему экологическому состоянию.

Практическое значение исследований. Полученные результаты исследований предназначены для разработки комплекса природоохранных мероприятий в городах. Они необходимы также для решения проблемы ухудшения качества воздуха и подземных вод в городе Курске и организации на промышленных предприятиях этого города экологической экспертизы. Проведенное районирование территории Курска по интегральным показателям экологического состояния городской среды является основой реконструкции микрорайонов города, а также может быть использовано при создании системы комплексного мониторинга урбанизированной среды. Данные полевых исследований и обобщенный теоретический материал использованы в учебном курсе по геоэкологии на географическом факультете Курского государственного университета.

Достоверность результатов работы подтверждается большим объемом исходных данных по состоянию городской среды Курска, которые получены в результате натурных исследований автора, а также при анализе материалов областного управления природными ресурсами и охраны окружающей среды, комитета по охране окружающей среды города Курска, городского управления «Водоканал», областного комитета архитектуры и градостроительства. Достоверность результатов обеспечивается также применением современных методов исследований и обработки информации.

Защищаемые положения:

1. Методика комплексной оценки экологического состояния урбанизированной территории среднего города;

2. Оценка состояния почвенного покрова, атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод города Курска. Районирование территории этого города по величине антропогенной нагрузки;

3. Результаты анализа здоровья населения; рекомендации по улучшению экологического состояния природной среды города Курска.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертации доложены на конференции молодых ученых в городе Красноярске (май 2000 г.), Региональной конференции студентов и аспирантов в городе Воронеже (октябрь 2001 г.), Международной конференции студентов и молодых ученых в городе Белгороде (март 2002 г.), Региональной конференции студентов и аспирантов в городе Воронеже (октябрь 2003 г.). По теме диссертации опубликовано семь работ общим объемом 2,1 п. л.

Личный вклад. Автор диссертации принимал непосредственное участие в полевых работах, сборе и обработке фактического материала, разработке методики комплексной оценки состояния урбанизированной территории города, в проведении анализа факторов развития негативных природных процессов и показателей антропогенной нагрузки в Курской области и городе Курске. Автор также участвовал в обсуждении полученных результатов, их научной интерпретации, в составлении докладов и научных публикаций.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, 4-х глав, заключения и списка литературы, который насчитывает 169 наименований. Объем работы составляет 179 стр., в том числе текста - 129 стр., рисунков - 27, таблиц - 49, приложений -18.

П. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы, формулируется цель и задачи исследований, определяется их научная новизна, определяется объект и предмет исследования, раскрывается теоретическая и практическая значимость полученных результатов, определяются положения, выносимые на защиту, указываются методы исследований.

В первой главе «Теоретические и методические основы изучения и оценки городской среды» дается определение городской среды и предлагается методика ее изучения. Город является основной формой территориальной и социальной организации общества. Концентрация вещества и энергии в городской среде значительно преобразует природную составляющую и отражается на здоровье горожан.

Изучением процессов формирования городской среды занимается геоэкология, основоположником которой является К. Тролль (1972). Геоэкологические исследования проводили многие ученые. А.Е. Ферсман изучал изменение компонентов природной среды под влиянием техногенеза; сотрудниками геофизической обсерватории им. Воейкова выявлено влияние метеорологических

условий на ее загрязнение; Детри определены пути поступления и миграции загрязняющих веществ в атмосфере; устойчивость геосистем изучали К.Н. Дьяков, В.А. Светлослов, М.А. Глазовская, А.Г. Исаченко; Б.И. Кочуровым разработана методика составления экологических карт. Э.А. Лихачевой и Б.А. Тимофеевым установлена структура экосистемы «Город», которая включает в себя: географическую среду - основу города; городское население - совокупность людей, связанных общественными отношениями и городской средой; квазиприродную и ландшафтно-архитектурную составляющие городской среды.

Ф.Н. Мильковым определены три категории геоэкологических методик исследования: общенаучные, междисциплинарные и специфические.

Изучение городской среды в предлагаемой нами методике должно начинаться с анализа условий развития природных процессов в регионе, где находится I ород. Затем, в результате проведения натурных исследований на территории города, устанавливается суммарная, антропогенная нагрузка и последствия хозяйственной деятельности человека, ухудшающие состояние городской среды. Завершаться работы должны комплексной оценкой состояния всех компонентов городской среды, районированием по интегральному показателю этого состояния, разработкой комплекса эффективных природоохранных мероприятий и организацией системы мониторинга городской среды (рис. 1).

Основными показателями при районировании региона по условиям развития природных процессов являются: количество атмосферных осадков, мм; густота долишю-балочного расчленения, км/км2; водопроницаемость рсльсфо-образующих пород, % инфильтрации атмосферных осадков; распаханность и облесенность территории, %; по величине антропогенной нагрузки: плотность населения, чел/км2; выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, т/км ; про-мышленно-бытовые стоки, тыс. м3/км2; отбор подземных вод, л/сек/км2; площадь сельхозугодий, %; объем прудов, тыс. м /км2.

При типизации территории Курска по условиям развития природных процессов основными показателями являются: абсолютная высота поверхности, м; крутизна склонов, градусы; коэффициент фильтрации грунтовых вод, м/сут; глубина грунтовых вод, м; площадь зеленых насаждений, га; по антропогенной нагрузке: плотность населения, тыс. чел/км2; застроенность территории, %; многоэтажность застройки, %; количество промышленных предприятий, шт; отбор подземных вод, тыс. м3/км2; количество автозаправок, шт.

Во второй главе «Условия развития негативных природных процессов в Курской области» характеризуются особенности климата, геологического строения, гидролого-гидрогеологических условий, почв и растительного покрова этой области, как региона, в котором находится объект исследований.

Курская область расположена в средних широтах и отличается умеренно-континентальным климатом, континентальность которого усиливается с северо-запада на юго-восток. Величина атмосферных осадков при этом уменьшается с 620 до 510 мм, а среднегодовая температура воздуха возрастает с 4,6 до 6,1 °С. В геологическом строении области принимают участие девонские, юрские, меловые, палеогеновые и четвертичные осадочные породы, залегающие на кристаллическом фундаменте докембрийского возраста.

и

к о

Ж,

о §

р

о я

о>

кч

Я к о о

о ¡а

•ч О "О

о о

>8 «

Зч Е

£ я 2 о

В V

г г

к о

? я

3 !

я в

" 3

о 3

и в

Геоморфологические условия

Характер городской застройки

О

в

н о •я я я ч п О

•я

о

в

я

о

о ■В

о »

ег

Геологическое строение

_ Поверх, и подземные воды

Почвы и растительность

Численность населения

Выбросы в атмосферу

Отбор подземных вод

Сброс жидких стоков

Размещение твердых отходов

Заболеваемость населения

Загрязнение атмосферы

Загрязнение и эрозия ночв

_ Загрязнение поверхности, вод 4-

Загрязнение подземных вод

Изменение уровней подзем, вод

Наибольшая водопроницаемость рельефообразующих пород отмечается на северо-востоке области (6-9 %), а минимальная - на юго-востоке (2-3 %). Густота долинно-балочной сети больше на юге и юго-востоке, где составляет 1,0-1,6 км/км2. Более 60 % площади области занимают черноземные почвы; распаханность земель увеличивается с северо-запада (49-60 %) на юго-восток (до 80 %). Лесистость территории изменяется в обратном направлении.

В Курской области выделяются четыре района с разными условиями развития природных процессов: южный, юго-восточный, северо-западный, северовосточный (табл. 1). Курск расположен в северо-восточном районе.

Таблица 1

Районы с различными условиями развития природных процессов

Районы XI х2 Х3 Х4 х5

I. Северо-западный 578 0,83 7,5 63 9,4

II. Южный 538 1,07 5,1 64 8,2

III. Северо-восточный 548 0,75 6,9 72 4,4

IV. Юго-восточный 532 1,00 2,5 68 7,4

Х1 - количество атмосферных осадков, мм Х2 - густота балочного расчленения, км/км2; Хз - общая водопроницаемость пород, % инфильтрации атмосферных осадков; - распаханность территории, - ее облесенность,

В районе исследований отмечается антропогенное воздействие на атмосферу, поверхностные и подземные воды, а также почвенный покров. Наиболее распространяемыми загрязнителями атмосферы являются: окись углерода, углеводороды, окислы азота и сернистый ангидрид. Главным источником ее загрязнения является автотранспорт, вклад которого в общие выбросы достигает 74,3 %. Наибольшее загрязнение атмосферы отмечается в Железногорском районе -22,2 т/км2 и городе Курске - 173,8 т/км2. Несколько меньше оно в Глушковском районе - 5,3 т/км2; Золотухинском -3,7 т/км2; Курчатовском - 6,9 т/км .

В земельном фонде области 81,4 % составляют сельскохозяйственные угодья, 1,8 % - застройка, 2,5 % - дороги. В результате интенсивного сельскохозяйственного использования земель происходит развитие почвенной эрозии, переуплотнение почвенного покрова, подтопление и заболачивание земель, а также их загрязнение. В большей степени тяжелыми металлами загрязнены почвы Горшеченского и Советского районов, пестицидами - Фатежского, нефтепродуктами - Медвенского, Кореневского, Тимского и Черемисиновского.

Наиболее сильным воздействием на подземные воды являются откачки из основных водоносных горизонтов. В Курске они составляют 1,25 л/с/км2, Же-лезногорске - 1,82 л/с/км2, Курчатове - 0,8 л/с/км2. В результате отмечается об-

разование крупных воронок депрессии. Подземные воды в районе исследований местами загрязнены железом, нефтепродуктами, фенолами, азотными соединениями, хлоридами, тяжелыми металлами и марганцем. На хозяйственные нужды в Курской области отбирается 163,7 млн м3 поверхностных вод. Сброс 148,8 млн м3 стоков в природные водные объекты осуществляет 61 предприятие. Однако лишь на 16 из них производится полная очистка стоков.

Результаты кластерного анализа, проведенного нами по шести основным показателям воздействия хозяйственной деятельности на атмосферу, подземные воды и почвенный покров, показывают, что наибольшей интегральной антропогенной нагрузке подвержены Курский, Курчатовский и Железногорский районы (рис. 2). Для них характерны большие объемы выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, интенсивный отбор подземных вод и большой объем загрязненных жидких стоков. Однако воздействие на почвенный покров здесь несколько ниже, чем в других административных районах области.

По величине суммарной антропогенной нагрузки в Курской области нами выделено два района и четыре подрайона (табл. 2). Особое место занимает район города Курска с максимальной величиной антропогенного воздействия и значительной трансформацией ландшафтов. Ухудшение состояния природной среды влияет на здоровье населения: показатель заболеваемости в городе Курске выше среднего по области на 12 %. Здесь преобладают заболевание органов дыхания, иммунной системы, органов кровообращения и пищеварения.

Таблица 2

Районы с различной антропогенной нагрузкой на природную среду

Районы, подрайоны х, Х2 Хз х, Х5 хв

Район I 165,1 10,7 10,9 1,3 56 10,0

Подрайон I] 275,8 3,0 17,9 1,25 60 4,6

Подрайон 126,3 22,2 8,9 1,82 49 21,7

Подрайон 93,2 6,9 5,9 0,80 61 4,0

Район П 31,3 1,5 1,2 0,06 67 4,1

Подрайон 26,0 3,1 1,6 0,07 63 6,5

Подрайон 20,2 0,8 1,2 0,05 70 2,8

XI - плотность населения, чел./км2; Хг - выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, т/км2; Хз- промышленно-бытовые стоки, тыс.м3/км2; Х4 - модуль отбора подземных вод, л/с/км2; Х5- распаханность территории, %; Х$ - удельный объем прудов, тыс. м /км .

Рис. 2 Типизация административных районов Курской области по величине антропогенного

воздействия на природную среду

В третьей главе «Геоэкологический анализ состояния городской среды Курска» дается характеристика физико-географических условий и анализируются особенности атмосферных процессов,' почвенного покрова, растительности, поверхностных и подземных вод на территории города.

Климатические условия города Курска определяются свойствами городской экосистемы. Величина отраженной и излученной длинноволновой радиации зависит от характера подстилающей поверхности. В центральном и юго-западном районах города она меньше в связи с многоэтажной застройкой. Центральная часть города зимой и летом теплее городских окрестностей на 1-2 °С. Город влияет на силу и скорость воздушных потоков; территория города расчленена долинами рек, балок и оврагов, поэтому высота поверхности изменяется от 150 до 250 м над уровнем моря. Поверхностные воды представлены рекой Сейм с притоками Тускарь, Кривец и Кур, водоснабжение производится из альб-сеноманского и юрско-девонского горизонтов подземных вод. Почвенный покров представлен серыми лесными почвами, а также оподзоленными, выщелоченными и типичными черноземами и поименными почвами. Зональным типом растительности являюгся: широколиственные леса и степное разнотравье. Площадь зеленых насаждений занимает 2 % территории города, то есть 9,2 га на 1000 жителей. Эти насаждения в городе распределены очень неравномерно.

В городе Курске нами выделены четыре типа местности: пойменный, занимающий 39,6% площади, надпойменно-террасный - 27,8%, приречный -21,4% и водораздельный - 11,4% (рис. 3, табл. 3).

Таблица 3

Характеристика типов местности на территории города Курска

Тип местности Площадь, % XI х2 Х3 Х4 х5

ВД И,4 220 - 250 235 2-3 2,5 0.1-0.5 0,3 50-69 59 20,0

Н-Т 27,8 160-210 185 5-7 6,0 0.1-0.3 0,2 10-40 25 155,1

ПР 21,2 163 -170 166 6-7 6,5 0.1 -1.0 0,6 10-14 12 57,5

по 39,6 158-160 159 1 -2 1,5 6.9-9.4 18,1 8-10 9 120,0

Типы местности: ВД - водораздельный; Н-Т - надпойменно-террасный, ПР - приречный; ПО - пойменный.

Показатели: XI - абсолютная высота поверхности, м; Х2 - крутизна склонов, градусы; Хз - коэффициент фильтрации рельефообразующих пород, м/суг; X» — глубина грунтовых вод, м; Х$ - площадь зеленых насаждений, га.

- Водораздельный тип местности;

ПР

Надпойменно-террасный тип местности;

Пойменный тип местности; Приречный тип местности; Граница типов местности.

Рис. 3, Тищ местности на территории г. Курска

Анализ физико-географических условий города Курска позволяет сделать следующие заключения:

1. Особенности рельефа, геологического строения и почвообразующих пород города определяют возможность накопления загрязняющих веществ в условиях пойменного типа местности, куда загрязняющие вещества могут поступать воздушным путем и при их смыве со склонов. Здесь существует опасность загрязнения подземных вод альб-сеноманского горизонта в связи с его недостаточной геологической защищенностью. На водораздельном типе местности также возможно накопление загрязняющих веществ в почвенном покрове, но лишь за счет их поступления с атмосферными осадками.

2. Климатические условия города отличаются от прилегающих территорий некоторым повышением температуры за счет нагревания крыш, стен домов, уличных покрытий и транспорта. Это влияет на накопление и трансформацию загрязнителей в почве и растениях. Их миграция зависит от характера и скорости разложения, окисления и восстановления органических и минеральных соединений в воздухе и почве, а также от интенсивности их выноса за пределы города воздушными и водными потоками. Продукты окисления загрязнителей вымываются из воздуха атмосферными осадками, удаление их из воздуха в холодный и теплый периоды года протекает по-разному. Ветровое рассеивание и горизонтальный перенос загрязняющих веществ наблюдается, в основном, в холодное время года. Процесс окисления и вымывания веществ осадками происходит в теплый период. Город влияет на режим ветров. Разность температур городской территории и окрестностей вызывает местные ветры от окраин к центру города, что приводит к увеличению загрязнения воздуха. Рельеф города Курска, центральная часть которого расположена на возвышенности, оказывает тормозящее воздействие на воздушный поток. Климат города положительно влияет на растительность повышением температуры воздуха и почвы, а также увеличением атмосферного увлажнения.

3. В условиях города в почве происходит накапливание загрязняющих веществ. Она аккумулирует из воздуха диоксид серы, оксиды азота, свинец, ртуть, кадмий и некоторые другие тяжелые металлы, которые из почвы могут затем вымываться в верхний водоносный горизонт. Почвенный покров в городе изменен хозяйственной деятельностью человека: он часто перекрыт привозными грунтами и изолирован от атмосферных осадков асфальтовым перекрытием. Для города Курска характерны слабокислые почвы, поэтому в них увеличивается подвижность меди, цинка, марганца, кобальта и уменьшается подвижность молибдена. Однако под влиянием промышленного производства намечается тенденция увеличения щелочности почв, что приводит к снижению подвижности многих химических элементов и накоплению их в почве.

Городская среда Курска испытывает разную антропогенную нагрузку, так как по территории города неравномерно размещены промышленные предприятия, население, типы застройки и подземные водозаборы (табл. 4).

Таблица 4

Антропогенная нагрузка на типы местности в городе Курске

Типы местности X! х2 Хз Х4 Х5 Хб

ВД-1 2,21 35 20 3 611 13

ВД-2 1,36 79 54 7 751 7

Н-Т-1 2,03 52 21 6 390 11

Н-Т-2 2,36 54 8 6 315 10

Н-Т-3 2,97 80 26 10 1532 11

Н-Т-4 1,12 42 3 22 0,1 0

ПО 2,33 34 8 9 558 10

ПР-1 Л 61 7 0 0,1 0

ПР-2 2,22 46 31 0 од 0

Типы местности: ВД - водораздельный', Н-Т - надпойменно-террасный; ПО -пойменный; ПР - приречный.

Показатели: Хх- плотность населения, тыс. чел./км2; застроенность территории, %; Хз - многоэтажная застройка, %; Х4 - промышленные предприятия, шт; Х5- отбор подземных вод, тыс. м /км2; Х$- автозаправки, шт.

По ряду показателей наибольшее антропогенное воздействие в городе Курске испытывают водораздельный и надпойменно-террасный типы местности, где проживает большая часть населения, преобладает многоэтажная застройка, находится большинство промышленных предприятий и водозаборов подземных вод. Средняя степень воздействия отмечается на пойменном типе местности с меньшей плотностью населения, преобладанием частного сектора, небольшим количеством промышленных предприятий и двумя водозаборами подземных вод: Киевским и Рышковским. На остальной территории города отмечается меньшее антропогенное воздействие на городскую среду (рис. 4).

Основным загрязнителем воздуха в городе является автотранспорт (81 %). Среди стационарных источников выделяют предприятия теплоэнергетики, машиностроения и химической промышленности. Наиболее распространенными загрязнителями являются: взвешенные вещества, оксиды азота, формальдегид и оксид углерода. Анализ пылевой нагрузки в 1996 и 2001 годы показал, что наиболее запыленными являются районы железнодорожного вокзала и промышленных предприятий: ЖБИ-1, кожзавод, «Курскхимволокно» и «Прибор». Это южная и юго-западная части города. Запыленность увеличивается летом; когда в пыли преобладает неорганическое вещество, спектральный анализ которого показал аномальные концентрации цинка, кадмия, хрома, меди и свинца.

Водоотбор подземных вод, промышленные предприятия, автозаправки

Типы местности: 1 - водораздельный-1; 2 - водораздельный-2; 3 - над-пойменно-террасный-1; 4 - надпойменно-террасный-2, 5 — надпойменно-террасный-3; 6 — надпойменно-террасный-4; 7 - пойменный, 8 - приреч-ный-1; 9-приречный-2.

Рис 4 Интегральная ангропогенная нагрузка на типы местности на территории г. Курска

Снеговая съемка выявила аномалии свинца в районе завода «Аккумулятор», а хрома - вблизи ЖБИ-1. Наши наблюдения показали, что на улицах 50 лет Октября, Энгельса, Союзной и Карла Маркса отмечается высокая интенсивность движения автотранспорта от 750 до 1122 автомашин в час. Этим обусловлена концентрация оксида углерода на улице 50 лет Октября - 3,5 ПДК, Энгельса - 1,2 ПДК, Союзной и Карла Маркса - 0,9 ПДК. Образцы почв, отобранных около дорог, имеют повышенное содержание кадмия и никеля. Накопление большинства тяжелых металлов здесь происходит в слое почвы на глубине 10-20 см.

В 2000 году ВТК «Геоэколог» проводились химические анализы биомассы, а также золы овощей и фруктов, выращиваемых вблизи промышленных предприятий города. Выявлено превышения никеля - до 24 ПДК, хрома - до 7 ПДК, меди - до 2 ПДК. На территории Курской нефтебазы установлено загрязнение почв нефтепродуктами, содержание которых местами выше ПДК в 63 раза. В почвенном горизонте 20-60 см образовалась линза нефтепродуктов, занимающая площадь 750 м2

Предприятия сбрасывают в реки города промышленно-бытовые стоки, 33 % которых является плохо очищенными. В результате этого в речные воды поступают соединения меди, нефтепродукты, нитраты, железо, фосфаты и азот аммиачный. По ряду показателей их загрязнение значительно превышает рыбохозяйственные ПДК. Так, в 2002 году нами было выявлено повышение этого ПДК по содержанию цинка и никеля. Заметное повышение концентрации тяжелых металлов зафиксировано нами при впадении реки Тускарь в реку Сейм. Отбор подземных вод из юрско-девонского горизонта привел к образованию воронки депрессии в районе водозабора «Сороковая». Сбрасывание стоков в пойме реки Тускарь привело к подъему уровня «верховодки» и загрязнению нефтепродуктами альб-сеноманского водоносного горизонта.

Таким образом, городская среда Курска претерпела значительное изменение. Сложившаяся экологическая обстановка отрицательно сказывается на здоровье населения, особенно детского Дети теснее привязаны к территории, на которой проживают, они не подвержены влиянию профессиональной вредности, более чувствительны к качеству среды, быстрее реагируют на ухудшение городской среды. Нами выявлена зависимость заболеваемости детей от экологического состояния атмосферного воздуха и почв на разных типах местности города. Как установлено, городская среда на надпойменно-террасном и водораздельном типах местности наиболее загрязнена тяжелыми металлами, здесь же отмечена максимальная детская заболеваемость (рис5).

В четвертой главе «Управление состоянием урбанизированной среды города» даны рекомендации по проведению в Курске мероприятий, обеспечивающих улучшение качества атмосферного воздуха, охрану подземных и поверхностных вод от загрязнения, оздоровление городских земель и дополнительное их озеленение, обустройство и создание новых мест рекреации. Предусматривается также завершение реконструкции первой и строительство второй очереди полигона промышленных отходов «Старково»; ликвидация недействующих водозаборных скважин; учет водопотребления и контроль качества подземных вод (рис.6).

14---

---160

Типы местности

| Суммарный усредненный показатель концентрации тяжелых металлов в атмосферной пыли мг/ЮО г ^п СС1 Сг Си РЬ) ; СЛПЗСуммарный усредненный показатель концентрации тяжелых металлов в почве вблизи автодорог мг/г (гп С<1 N1 РЬ Сг) [—•—Колличество заболевших детей на единицу площади ч/кв км

Рис 5 Влияние экологического состояния атмосферы и почв на здоровье детей

Рис.

6. Мероприятия по оптимизации городской среды Курска

Предлагаемые мероприятия должны улучшить экологические условия жизни городского населения, создать для него хорошую комфортность среды проживания, понизить уровень детской заболеваемости

Заключение содержит следующие основные выводы:

1. При оценке состояния городской среды необходимо изучать не только основные природные факторы и показатели антропогенного воздействия в городе, но и природные и хозяйственные условия региона, в котором он расположен, так как природно-антропогенные процессы, ухудшающие состояние городской среды, проявляются на значительно большей площади, чем территория города. В регионе следует при этом выявлять особенности климата, геологического строения, рельефа, почв, гидролого-гидрогеологических условий и определять основные показатели: количество атмосферных осадков, густоту балочного расчленения, водопроницаемость рельефообразующих пород, распахан-ность и лесистость территории.

2. Оценка состояния городской среды должна включать в себя изучение и анализ природных факторов, определение антропогенной нагрузки и последствий хозяйственной деятельности человека. При анализе природных факторов в городе в первую очередь необходимо выявлять особенности геологических, геоморфологических, гидролого-гидрогеологических и почвенных условий, а также характер городской застройки и озеленения территории. Основными показателями антропогенной нагрузки являются: численность населения, объем выбросов в атмосферу, величина отбора подземных вод, объем жидких стоков и количество твердых промышленно-бытовых отходов.

3. В Курской области выделяются четыре района с различными условиями развития негативных природных процессов: северо-западный, южный, северо-восточный и юго-восточный. Город Курск находится в северо-восточном районе, где альб-сеноманский водоносный горизонт часто лишен покрова слабоводопроницаемых пород, поэтому возможно его загрязнение. Здесь имеются также условия для развития почвенно-эрозионных процессов. По максимальной величине антропогенной нагрузки выделяются Курский район и особенно город Курск, что вызывает трансформацию естественных ландшафтов и приводит к отклонениям от закономерностей, характерных для Курской области. Различия отмечаются в ходе температур и увлажнения, рельефообразовании, а также в формировании поверхностного и подземного стока.

4. На территории города Курска по рельефу, особенностям рельефооб-разующих пород и почвенного покрова, глубине залегания грунтовых вод и микроклимату выделяются четыре типа местности. В геологическом строении пойменного типа местности принимают участие пески и известняки девона, песчано-глинистые породы юрского и мелового возраста. Абсолютная высота поверхности: 160-168 м; почвообразующая порода - четвертичные суглинки мощностью 3-7 м. Надпойменно-террасный тип местности выделен на левобережье рек Сейм, Тускарь и Кур. Геологический разрез сложен глинами и песками мелового возраста, которые перекрыты четвертичными глинами, суглинками и песками общей мощностью до 10 м. Абсолютная высота поверхности 180-215 м. Водораздельный тип местности находится ме-

жду реками Кур-Тускарь и Кур-Моква. Район сложен девонскими песками и известняками, юрскими глинами и песками, меловыми песками и мергелями, четвертичными суглинками. Абсолютная высота поверхности 220-250 м. Приречный тип местности на правобережье реки Тускарь сложен меловыми глинами, песками и четвертичными суглинками мощностью до 5 м. Абсолютная высота поверхности - до 163 м.

5. Наибольшее накопление загрязняющих веществ в городе Курске происходит в условиях пойменного типа местности, куда загрязнение поступает воздушным путем и при смыве с соседних ландшафтов. Здесь существует возможность загрязнения основного водоносного горизонта в связи с плохой его защищенностью. На водораздельный тип местности загрязняющие вещества поступают только с атмосферными осадками. Климатические условия города отличаются от прилегающих территорий некоторым повышением температуры воздуха, что влияет на миграцию загрязняющих веществ, которая зависит от скорости разложения и окисления, а также от интенсивности выноса воздушными и водными потоками. Их ветровое рассеивание происходит в холодное время года, а вымывание осадками - в теплое. На режим ветров в городе влияет разность температур с окрестностями, что вызывает местные ветры, а также возвышенный характер рельефа, оказывающий воздействие на воздушные потоки. Выщелоченные и типичные черноземы в городе изменены хозяйственной деятельностью человека; отмечается некоторое увеличение щелочности почв, что снижает подвижность многих химических элементов и приводит к накоплению в почве диоксида серы, оксидов азота, свинца, ртути и кадмия. Часть тяжелых металлов из почвы затем может вымываться в верхний водоносный горизонт.

6. Выявлена зависимость здоровья населения, особенно детского, от экологического состояния территорий города. Так, наиболее промышленно нагруженными являются надпойменно-террасный и водораздельный типы местности, где отмечается повышенное содержание микроэлементов в воздухе, почве, поверхностных и подземных водах. Здесь же максимально у детей проявляются заболевания органов пищеварения, дыхания, кровообразования, а также врожденные аномалии и пороки развития.

7. Основными направлениями экологической оптимизации городской среды города являются: улучшение качества атмосферного воздуха, охрана подземных вод и повышение качества водоснабжения, охрана поверхностных вод, оздоровление и озеленение городских земель, обустройство зон рекреации. В городе Курске необходимы следующие мероприятия: 1) сокращение выбросов автотранспорта путем контроля системы питания и перевода автомашин на газовое топливо; 2) инвентаризация стационарных источников загрязнения атмосферы и повышение эффективности газоулавливающих установок; 3) привлечение инвестиций для строительства очистных сооружений; 4) завершение реконструкции первой и строительство второй очереди полигона промышленных отходов «Старково»; 5) ликвидация недействующих водозаборных скважин; 6) учет водопотребления и контроль качества подземных вод; 7) дополнительное озеленение и благоустройство берегов рек Сейм и Кур.

Основные выводы и положения диссертации опубликованы в следующих работах автора:

1. Абеляшева Т.М. Экологические и медико-социальные проблемы города Курска / Т.М. Абеляшева // Географические идеи и концепции как инструмент познания окружающего мира: Сб. научных статей. - Иркутск: Институт географии СО РАН, 2001. - С. 89-90.

2. Абеляшева Т.М. Оценка антропогенного воздействия на основные водоносные горизонты Курской области / Т.М. Абеляшева // Проблемы регионального природопользования и методика преподавания естественных наук в средней школе III региональной научно-практической конференции студентов: Сб. научных трудов. - Воронеж: ВГПУ, 2001. - С. 78-84.

3. Абеляшева Т.М. Оценка экологического состояния территории города Курска / Т.М. Абеляшева // Территориальная организация общества и управления в регионах. Известия Воронежского педуниверситета: Сб. научных трудов. - Воронеж: ВГПУ, 2001. - Т. 251. - С. 147-150.

4. Абеляшева Т.М. Здоровье населения как индикатор экологии городской среды города Курска / Т.М. Абеляшева // Вестник Воронежского отдела Русского географического общества. - Воронеж: ВГПУ, 2001. - Т. 3.- С. 99-100.

5. Абеляшева Т.М. Антропогенные факторы формирования городского ландшафта (на примере г. Курска) / Т.М. Абеляшева // География и окружающая среда: Материалы Международной конференции молодых географов. -Белгород: БелГу, 2002. - С. 20-22.

6. Абеляшева Т.М. Методологические подходы: к изучению состояния городской среды / Т.М. Абеляшева // Проблемы регионального природопользования и методика преподавания естественных наук в средней школе: Материалы IV региональной научно-практической конференции. - Воронеж: ВГПУ, 2003. -С. 66-68.

7. Абеляшева Т.М. Оценка загрязнения почвы, поверхностных вод, атмосферного воздуха в г. Курске / Т.М. Абеляшева // Вестник Воронежского отдела Русского географического общества. - Воронеж: ВГПУ, 2004. - Т. 4. - С. 87-90.

Научное издание

Абеляшева Татьяна Михайловна

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ (НА ПРИМЕРЕ ГОРОДА КУРСКА)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Лицензия ЛР № 040324

Подписано в печать 18.11.2004 г. Формат 60x84 1/16. Печать трафаретная. Гарнитура «Тайме». Усл. печ. л. 1,4. Уч.-изд. л. 1,3. Заказ 334. Тираж 110 экз.

Воронежский госпедуниверситет. Отпечатано с готового оригинала-макета в типографии университета. 394043, г. Воронеж, ул. Ленина, 86.

12454 0