Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Сравнительный картографо-аналитический метод оценки интенсивности антропогенных воздействий на поверхностные водные объекты

ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Сравнительный картографо-аналитический метод оценки интенсивности антропогенных воздействий на поверхностные водные объекты"

На правах рукописи

КРАВЕЦ ЕЛЕНА АЛЕКСАНДРОВНА

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ КАРТОГРАФО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД ОЦЕНКИ ИНТЕНСИВНОСТИ АНТРОПОГЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ПОВЕРХНОСТНЫЕ ВОДНЫЕ ОБЪЕКТЫ

Специальность 25.00.36 - "Геоэкология"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва, 2005

Работа выполнена в Московском государственном университете геодезии и картографии

Научный руководитель' доктор технических наук, профессор

Малинников Василий Александрович

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Мамин Рустем Ганимович

доктор географических наук Салтанкин Виктор Петрович

Ведущая организация Федеральное государственное унитарное предприятие «Государственный научно-исследовательский и производственный центр «Природа»

Зашита диссертации состоится « » 2005 г в час

на заседании диссертационного совета Д 212 143 02 в Московском государственном университете геодезии и картографии по адресу: 105064, г Москва, Гороховский переулок, д 4

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета геодезии и картографии

Автореферат разослан « » 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор ^ С А Сладкопевцев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Проблема загрязнения водных ресурсов чрезвычайно остро стоит в Российской Федерации В последние 15 лет происходят два разнонаправленных процесса, оказывающих влияние на качество водных ресурсов С одной стороны, значительно сократились объемы промышленного производства, что повлекло за собой снижение объемов сбрасываемых в водные объекты загрязненных сточных вод, а с другой стороны увеличелись нагрузки на водные объекты от рассредоточенных источников Второй процесс обусловлен возрастанием техногенной нагрузки на водосборные территории, несоблюдением режима водоохранных зон, сокращением объема водоохранных мероприятий Кроме того, во многих регионах морально и физически износились очистные сооружения, что является причиной недостаточной очистки сбрасываемых сточных вод, учащения аварийных ситуаций, приводящих к залповым сбросам загрязняющих веществ в поверхностные водные объекты

С начала 1990-х гг в Российской Федерации проводятся в жизнь принципы платности пользования природными ресурсами и возмещения экологического ущерба окружающей среде В этой связи важной представляется общая оценка интенсивности антропогенных воздействий на водные объекты, как по отдельным видам вредных воздействий, так и по их комплексу Это необходимо для обоснованного ограничения антропогенной нагрузки на водные объекты и их водосборные территории, а также для планирования водоохранных мероприятий

В то же время оценка состояния водных объектов с использованием существующих методов и показателей качества вод зачастую не позволяет объективно оценить антропогенную нагрузку на водные объекты в различных регионах страны в связи с недостаточным развитием государственной сети наблюдения за качеством вод, значительными временными интервалами между отборами проб воды, ограниченным числом показателей, по которым оценивается качество воды

Метод сравнительного анализа интенсивности антропогенного воздействия на водные объекты в различных регионах представляется наиболее целесообразным ввиду отсутствия строгих абсолютных критериев оценки экологического состояния водных объектов и некоторой условности всех применяемых ныне классификаций вод по их качеству

Цели и задачи работы Основной целью работы является разработка сравнительного картографо-аналитического метода оценки интенсивности антропогенных воздействий на поверхностные водные объекты Для этого ее достижения было предусмотрено решение следующих исследовательских задач---

1 Провести анализ существующих в настоящее время методов и показателей для оценки качества поверхностных вод и интенсивности негативных воздействий на них, обосновать необходимость разработки нового метода

2 Разработать интегральные показатели для оценки интенсивности негативных воздействий на поверхностные водные объекты в результате сброса загрязненных сточных вод

3 Разработать интегральные показатели для оценки интенсивности диффузного загрязнения поверхностных водных объектов

4 На основе интегральных показателей интенсивности антропогенного воздействия на поверхностные водные объекты разработать и обосновать сравнительный карто-графо-аналитический метод оценки интенсивности антропогенных воздействий на водные объекты

5 Разработать рекомендации по практическому применению сравнительного карто-графо-аналитического метода оценки интенсивности антропогенных воздействий на поверхностные водные объекты на основе интегральных показателей интенсивности антропогенного воздействия на водные объекты для обоснования ограничений хозяйственной деятельности и планирования водоохранных мероприятий Защищаемые положения:

1 Интегральные показатели интенсивности антропогенных воздействий на поверхностные водные объекты в результате сброса загрязненных сточных вод

2 Интегральные показатели интенсивности диффузного загрязнения поверхностных водных объектов

3 Сравнительный картографо-аналитический метод оценки интенсивности антропогенного воздействия на поверхностные водные объекты в регионах

4 Применение сравнительного картографо-аналитического метода оценки интенсивности антропогенных воздействий на поверхностные водные объекты на основе интегральных показателей интенсивности антропогенного воздействия на водные объекты для обоснования ограничений хозяйственной деятельности и планирования водоохранных мероприятий

Научная новизна работы заключается в разработке интегральных показателей интенсивности антропогенного воздействия на поверхностные водные объекты от точечных и рассредоточенных источников загрязнения Данные показатели разработаны для речных систем и их водосборных территорий в целом в отличие от применяемых в настоящее время показателей качества воды для отдельных водных объектов и их участков Показатели разработаны йа основе статистических данных о количестве сбрасываемых в

пределах речного бассейна загрязняющих веществ от точечных источников, данных об интенсивности антропогенного воздействия в пределах водосборных территорий с учетом гидрологического режима рассматриваемых территорий Разработан сравнительный кар-тографо-аналитический метод оценки интенсивности антропогенного воздействия на основе интегральных показателей интенсивности антропогенного воздействия на поверхностные водные объекты

Практическая значимость работы состоит в возможности применения сравнительного картографо-аналитического метода оценки интенсивности антропогенных воздействий на поверхностные водные объекты для косвенной оценки качества и загрязненности поверхностных вод в пределах речных бассейнов, обоснованного ограничения отдельных видов хозяйственной деятельности на водных объектах и водосборных территориях, а также определения и планирования первоочередных и приоритетных водоохранных мероприятий на федеральном и региональном уровнях

Апробация работы и публикации Исследования и разработки диссертационной работы докладывались и обсуждались на VIII Межвузовском научно-практическом семинаре-конкурсе «Экологическая безопасность и рациональное природопользование», посвященном Дням защиты от экологической опасности, 225-летию Московского государственного университета геодезии и картографии (МИИГАиК), Государственного университета по землеустройству (ГУЗ) и 75-летию образования Московской области, VI международном симпозиуме «Проблемы экоинформатики» в 2004 году, XIX Межвузовском научно-практическом семинаре-конкурсе «Экологическая безопасность и рациональное природопользование» в 2005 г По теме диссертации опубликовано 5 научных работ

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав и заключения Общий объем диссертации составляет 160 страниц машинописного текста и включает 26 таблиц, 3 рисунка, список литературы из 93 наименований, в том числе 7 иностранных источников, 13 приложений

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность проблемы, формулируются основная цель и задачи исследования

В первой главе рассматриваются основные источники загрязнения поверхностных вод, виды загрязняющих веществ, приводятся перечни основных загрязняющих веществ, сбрасываемых объектами отдельных отраслей промышленности Эти перечни

сравниваются с перечнем веществ, для которых установлены базовые нормативы платы за сброс в поверхностные и подземные водные объекты

Даются определения и характеристики двух основных типов источников загрязнения поверхностных водных объектов точечных и рассредоточенных

Проводится обзор и сравнительный анализ основных показателей и методов, с помощью которых оценивается качество поверхностных вод Различные аспекты и методы оценки качества поверхностных водных объектов исследовались в работах Балушкиной Е В , Брагинского Л П , Израэля Ю А , Никанорова А М , Караушева А В , Моисеенко Т И , Яковлева В А , Нежиховского Р А , Пономаревой Л С , Паписова В К и многих других Отмечается, что не всегда значения даже одного и того же показателя сопоставимы и сравнимы для двух разных водных объектов Это обусловлено значительным многообразием водных экосистем как по видовому составу биоценозов, так и по физико-химическим свойствам вод и донных отложений Выявлено, что все показатели, рассчитываемые на основе фактических и предельно допустимых концентраций различных веществ в воде не учитывают возможных вариаций концентраций данных веществ в воде в пределах природного фона, если водный объект расположен в пределах геохимической провинции с повышенным или пониженным содержанием какого-либо элемента

Оценки качества вод водных объектов осложняется еще и тем, что качество воды в водных объектах оценивается с учетом сравнительно небольшого количества загрязняющих веществ, в то время как в идеале необходимо оценивать качество вод с учетом всех веществ, поступление которых в водные объекты обусловлено антропогенным воздействием на водный объект или его водосбор

Рассматриваются также вопросы установления пространственных закономерностей распространения загрязнений в водных объектах и речных системах Отмечаются сложности проведения мониторинга и оценки качества поверхностных вод Российской Федерации, обусловленные многими причинами, среди которых

огромная площадь государства со значительными водными ресурсами и большим количеством водных объектов,

недостаток финансирования, и, как следствие, несовершенство сети наблюдений за качеством поверхностных вод,

неосвоенность и труднодоступность значительных территорий, что не позволяет проводить гидрологические и гидрохимические наблюдения и исследования в объеме, необходимом для детального анализа процессов миграции, деструкции и аккумуляции загрязняющих веществ в речных системах

Согласно научным исследованиям, (Сметанин В И, 2003), требуемый уровень частоты поступления результатов оперативного контроля объектов мониторинга для обеспечения надежного управления экологической обстановкой для водных объектов составляет от суток до недели Данное требование выполняется только на створах пунктов I категории, в то время как их количество на всю Российскую Федерацию составляет 31 (Обзор состояния работ на сети наблюдений за загрязнением поверхностных вод суши Российской Федерации (по гидрохимическим показателям) 2001) Для сравнения общее количество водотоков в Российской Федерации более двух миллионов (Доманицкий А П и др , 197)

Рассматриваются основные проблемы использования моделей точечных и неточечных источников загрязнения Для точной оценки пространственного распределения загрязнения в водотоке в результате сброса сточных вод необходима обширная информация о гидрологическом режиме водотока, о характере течения вод, о гидрохимических и физических характеристиках воды в водотоке, о перечне и концентрациях загрязняющих веществ в сточных водах и изменениях параметров сточных вод во времени Такая информация необходима для обеспечения работоспособности физико-математических моделей, оценивающих разбавление загрязненных сточных вод до безопасного для водных экосистем уровня или для соблюдения нормативов для определенных видов водопользования Ввиду сложности и недостаточной расшифрованное™ состава сточных вод эта задача значительно усложняется.

Отмечается, что применение математических моделей для количественных оценок диффузного загрязнения водных экосистем требует сбора довольно большого объема информации, необходимой как для использования в самих математических моделях, так и для их калибровки и верификации Чтобы обеспечить задействование математических моделей неточечных источников необходимо собрать информацию о значительном количестве параметров и переменных.

В результате проведенного анализа состояния проблемы оценки качества поверхностных вод и пространственного распределения загрязнений в водных объектах делаются выводы, что основными препятствиями, возникающими при оценке качества поверхностных вод, являются высокая динамичность водных экосистем, и, как следствие, высокая скорость изменения их гидрологических и гидрохимических характеристик, что значительно затрудняет мониторинг их состояния Не менее важными проблемами в этой связи являются разреженность общегосударственной сети наблюдения за качеством поверхностных вод, недостаточная репрезентативность размещения пунктов наблюдения данной сети, недостаточная частота получения данных мониторинга и несоблюдение всех гаран-

тий качества при выполнении работ по отбору и анализу проб (Обзор состояния работ на сети наблюдений за загрязнением поверхностных вод суши Российской Федерации (по гидрохимическим показателям) 2001)

Существующие модели оценки диффузного загрязнения водных объектов и распространения загрязнения в результате сброса загрязненных сточных вод требуют большого количества исходных данных для обеспечения реализации своих возможностей, и, следовательно, не могут применяться повсеместно В таких условиях затраты на оценку влияния точечных и рассредоточенных источников на качество водных ресурсов будут значительными и могут превышать затраты на водоохранные мероприятия, что как экологически, так и экономически невыгодно

Использование точечных оценок качества воды не дает представления о степени деградации водных экосистем (речных бассейнов) в целом, в то время как речные бассейны являются взаимосвязанными экосистемами с единым оборотом вещества и энергии Применяемые для оценки качества воды классификации по степени загрязненности являются, во-первых, условными, так как отнесение воды к той или иной категории выполняется либо экспертно, либо на основе оценок, рассчитываемых по ограниченному числу показателей, а во-вторых, недостаточно точными, так как отбор проб воды в водных объектах проводится сравнительно редко, что не позволяет реконструировать временную картину загрязнения водных объектов

Таким образом, актуальна разработка метода сравнительного анализа интенсивности антропогенного воздействия на водные объекты с использованием интегральных показателей интенсивности вредных воздействий на речные системы в целом в дополнение к применяемым в настоящее время точечным показателям для более полной характеристики состояния водных объектов и планирования природоохранных мероприятий

Картографическое отображение разрабатываемых показателей дает возможность районирования территории по степени интенсивности антропогенных воздействий на водные объекты и выявления регионов с наиболее острыми проблемами загрязнения поверхностных вод

Во второй главе разрабатываются интегральные показатели интенсивности антропогенных воздействий на поверхностные водные объекты Антропогенные воздействия рассматриваются с точки зрения реального (сброс загрязненных сточных вод) или потенциального (диффузное загрязнение водных объектов) поступления загрязняющих веществ в поверхностные водные объекты При этом интенсивность загрязнения предлагается трактовать не только как «общий уровень содержания или скорость поступления загрязнителей в среду» (Прозоров Л Л , 2004, С 152), но и с помощью такой емкостной ха-

рактеристики речной экосистемы, как разбавление загрязняющих веществ, которая определяется расходом воды в водотоках речного бассейна Данная трактовка ближе к первой части определения интенсивности загрязнения, предложенного Л Л Прозоровым, однако для такой высокодинамичной среды, как водная это будет означать и потенциал самоочищения ее от загрязняющих веществ

Интенсивность воздействия на водные объекты от точечных источников определяется видами и объемами поступающих от таких источников загрязняющих веществ, а также способностью водного объекта (речной системы) к нейтрализации данного вида вредного воздействия, которая во многом определяется гидрологическим режимом водного объекта, то есть расходом воды, и, соответственно, возможностью разбавить сточные воды до безвредных концентраций загрязняющих веществ Объективность оценки интенсивности загрязнения от точечных источников во многом зависит от достоверности данных о видах и объемах загрязняющих веществ, сбрасываемых со сточными водами, так как контролировать все возможные загрязняющие вещества в самом водном объекте не представляется возможным

Для проведения обобщенной оценки роли неточечных источников в загрязнении водных объектов субъекта Российской Федерации на начальном этапе оценивается площадь территорий, с которых может происходить сток загрязненных вод в водные объекты К этим территориям можно отнести все хозяйственно освоенные территории, так как любая хозяйственная деятельность приводит к тем или иным отклонениям в естественном функционировании экосистем, что отражается и на качестве стока с таких территорий Под хозяйственно освоенными территориями понимаются такие категории земель, как земли поселений, промышленности, транспорта, связи и иного специального назначения, а также земли, используемые в сельскохозяйственном производстве

На начальном этапе оценки диффузного загрязнения необходимо приближенно вычислить возможные объемы диффузно загрязненного стока в пределах субъекта РФ Это достигается умножением модуля поверхностного стока с территории такого субъекта на площадь хозяйственно освоенных земель Для косвенной оценки влияния диффузно загрязненного стока на качество поверхностных вод субъекта РФ объем возможного диффузно загрязненного стока делится на общий объем стока в его пределах

г," _ ^ пол ст * ^ хоз осе

~ у

ст общ

В некоторых субъектах этот показатель получается очень значительным - более 0,7 например, для Ростовской области

Далее рассчитываются удельные показатели интенсивности различных видов антропогенных воздействий (выбросы в атмосферу от стационарных источников, интенсивность автотранспортной нагрузки, плотность населения, внесение удобрений и использование средств химической защиты растений, орошение и осушение земель в сельском хозяйстве) на хозяйственно освоенных территориях Существенным отличием данных показателей от аналогичных показателей, используемых в статистической практике, является методика их расчета, основанная на отнесении каждого конкретного вида воздействия именно к той категории земель, на которой этот вид антропогенного воздействия имеет место Так, например, плотность населения рассчитывается как отношение населения субъекта РФ к площади земель поселений и земель промышленности, транспорта и иного специального назначения, а не ко всей площади субъекта, как это делается традиционно Такой подход предлагается ввиду четкой локализации вредных воздействий на водосборные территории, обусловленных населением, именно на этих категориях земель, как в местах проживания и работы населения

На основе показателей интенсивности антропогенных воздействий на различных категориях земель рассчитываются коэффициенты пропорциональности, на которые умножаются площади соответствующих категорий земель Получается условная площадь загрязненных земель, с которых возможен диффузно загрязненный сток Однако для техногенных земель этот показатель обретает и конкретный физический смысл, что подтверждено исследованиями, проведенными с использованием космических снимков, выполненных в период снеготаяния (Космические методы геоэкологии, 1998, Василенко В Н и др , 1981), которые показали, что площадь ореола загрязнения снежного покрова вокруг населенных пунктов, особенно с развитой промышленностью и высокой плотностью населения, значительно превышает площадь самого населенного пункта

Таким образом, условная площадь загрязненных земель выразится формулой

1 = + +Кклшк ) + ~^дрош ~^осуы У(.Корг уд +Км и* уд + ) +

+ ^орош (Корг уд + К мин уд + Кхым хщ + Корош ) + ^осуш (Кдрг уд + К тк уд + Кхки хщ + Косуш )

где - площадь техногенных земель,

кчнт*,т ' коэффициент, учитывающий интенсивность движения автотранспорта, *л» " коэффициент, учитывающий плотность населения на техногенных территориях;

Кудлат, ' коэффициент, учитывающий выбросы загрязняющих веществ в атмосферу с единицы техногенной площади,

- площадь сельскохозяйственных угодий,

" площадь орошаемых сельскохозяйственных угодий, " площадь осушенных сельскохозяйственных угодий, коргуд > кмин уд - коэффициенты, учитывающие объемы внесения удобрений на единицу площади сельскохозяйственных угодий;

к<,рош " коэффициент, учитывающий интенсивность орошения, кх)т " коэффициент, учитывающий интенсивность осушения, квш хщ " коэффициент, учитывающий интенсивность использования средств химической защиты растений

Вышеприведенная формула не учитывает всего многообразия вредных воздействий на водосборные территории, и, соответственно, на водные объекты, однако ее структура позволяет вводить новые показатели, важно лишь, чтобы список показателей вредного воздействия на водосборные территории был единым для всех субъектов РФ (при условии, конечно, что данный вид вредного воздействия имеет место в пределах данного субъекта) Единообразие показателей требуется для целей сравнительного анализа, так как абсолютные оценки всегда в некоторой степени условны и могут испытывать влияние различных субъективных факторов.

Интенсивность антропогенных воздействий на хозяйственно освоенных территориях определяется по соотношению

Соответственно, чем больше данный показатель, тем выше интенсивность вредных воздействий на данной водосборной территории

Необходимо отметить, что в данной работе интенсивность антропогенных воздействий на водные объекты оценивается только с точки зрения поступления в них в результате хозяйственной деятельности загрязняющих веществ Влияние на состояние водных объектов изъятия, перераспределения и регулирования речного стока является отдельной задачей исследования

Поправочные коэффициенты к площадям освоенных земель, учитывающие интенсивность вредных антропогенных воздействий на данных территориях, предлагается рассчитывать как функцию прямо пропорциональную интенсивности вредных воздействий на хозяйственно освоенных территориях Такое упрощение целесообразно ввиду неопределенности математической зависимости между интенсивностью вредного воздействия на экосистему (в данном случае речную) и реакцией экосистемы на это воздействие

Рассмотрим последовательность значений х„ (п=1, 89), из которой необходимо выбрать максимальное х„1„ и минимальное хт,„ значения В соответствие хтх ставится некоторое у™«, а в соответствие х^ - ут1П Таким образом, получаются две точки (хт„, Ут«х), (Хтт, Утш), через которые можно провести единственную прямую (рис 1)

Рис 1

Значение у„, соответствующее х„, лежащее на заданной прямой, определится по

формуле

_ (У пцх У шш У штатах Утях ^шш

У я

Хщах и Хщт в данном случае - это максимальное и минимальное значения используемых для оценки интенсивности антропогенного воздействия показателей (например, удельные выбросы загрязняющих веществ от стационарных источников на единицу площади техногенных территорий, внесение минеральных и органических удобрений на единицу обрабатываемых сельскохозяйственных земель, количество автомобилей на единицу длины автодорог и т п)

Удах и у щи] задаются произвольно, в зависимости от значимости отдельных показателей Очевидно, что при современном состоянии изученности закономерностей формирования диффузного загрязнения водных объектов значимость каждого из показателей может быть оценена лишь приближенно, экспертными методами Однако для целей сравнительного анализа этого вполне достаточно, так как такой анализ проводится как по частным показателям, так и по интегральным

Чем больше разность ут,х - у^, тем дробнее дифференциация территорий по рассматриваемому показателю Для целей теоретического изучения потенциальной опасности различных антропогенных факторов удобнее задавать более широкий диапазон значений [утт, Ут»х], в то время как для решения прикладных задач целесообразно при определении данного интервала исходить из конкретных целей исследования

Для оценки интенсивности диффузного загрязнения, то есть степени загрязненности стока с хозяйственно освоенных территорий, предлагается расчет показателя, который условно можно назвать индексом интенсивности диффузного загрязнения поверхностных вод

Данный показатель характеризует потенциальную опасность диффузного загрязнения водных объектов в определенном регионе

В качестве базового показателя для оценки и сравнительного анализа интенсивности воздействия на водные объекты в результате сброса загрязненных сточных вод предлагается использовать коэффициент разбавления загрязненных сточных вод При расчете коэффициента разбавления общий объем загрязненных сточных вод, сброшенных в водные объекты бассейна, делится на объем стока в пределах данного бассейна за тот же временной интервал Данный показатель характеризует долю загрязненных сточных вод в общем объеме стока в пределах бассейна Такой показатель как коэффициент разбавления загрязненных сточных вод необходим для оценки интенсивности воздействия на водные объекты еще и потому, что контроль качества вод, в том числе и сточных, ведется по достаточно ограниченному количеству показателей

Кр стой Узагр сточ в Истока год

Этот показатель желательно использовать в комплексе с другими показателями, дающими представление о концентрациях загрязняющих веществ в водах бассейна

Таким показателем может служить среднегодовая усредненная концентрация загрязняющих веществ в водах бассейна Она рассчитывается как отношение приведенной суммарной массы загрязняющих веществ, сброшенных со сточными водами, к объему среднегодового стока в бассейне

С ре, = (Е(МтЩ)^о^гоб

Среднегодовая усредненная концентрация загрязняющих веществ в сброшенных сточных водах рассчитывается как отношение приведенной суммарной массы загрязняю-

щих веществ, сброшенных в водные объекты речного бассейна за год со сточными водами, к объему сброшенных за год в данном речном бассейне загрязненных сточных вод С стой (£(М/ЛДЩ)/У , а*)

Этот показатель дополняет два предыдущих, характеризуя эффективность работы очистных сооружений в среднем в пределах водосборного бассейна Он важен, так как даже если в целом по бассейну сточные воды разбавляются удовлетворительно, то в отдельных водотоках, особенно в малых реках, может складываться весьма напряженная экологическая ситуация в результате сбросов сильно загрязненных сточных вод

Для расчета индекса интенсивности антропогенного воздействия на водные объекты в результате сброса загрязненных сточных вод предлагается использовать формулу и^ = х(Кс_

где Кр см« - коэффициент разбавления загрязненных сточных вод, сбрасываемых за год, среднегодовым стоком в пределах речного бассейна,

Ксаш*, - коэффициент пропорциональности, учитывающий концентрации загрязняющих веществ в сточных водах,

Кс„ч - коэффициент пропорциональности, учитывающий концентрации загрязняющих веществ, сброшенных со сточными водами, в речных водах в среднем в пределах водосборного бассейна

Были рассчитаны индексы интенсивности диффузного загрязнения по субъектам

Российской Федерации без учета плотности населения и использования средств химической защиты растений и с учетом данных факторов Выяснилось, что без учета плотности населения и использования средств химической защиты растений в сельском хозяйстве различие индексов интенсивности антропогенного воздействия между Московской и Ленинградской областями (вместе с Москвой и Санкт-Петербургом соответственно) составляет менее 1, в то время как с учетом обозначенных выше факторов - около 2 Значение индекса интенсивности антропогенного воздействия в Московской области приближается к значениям этого индекса в субъектах Федерации, отличающихся интенсивным промышленным освоением - 9,436 по сравнению с 13,63 и 9,308 в Ханты-Мансийском и Ямало-Ненецком автономных округах соответственно В то время как без учета плотности на-14

селения эти показатели составляли 5,21, 12,35 и 8,20 для соответствующих субъектов Федерации Более чем на 1 увеличивается данный показатель для Краснодарского края с введением в формулу коэффициента, учитывающего интенсивность использования средств химической защиты растений Таким образом, введение дополнительных показателей позволяет выявить территории, на которых данный фактор может оказывать значительное влияние на качество вод

На базе проведенных исследований были сделаны выводы, что разработанные интегральные показатели интенсивности антропогенного воздействия на поверхностные водные объекты от точечных и рассредоточенных источников позволяют оценить интенсивность негативных воздействий на водные объекты для водосборных территорий (бассейнов, водохозяйственных участков, административно-территориальных единиц) в целом в отличие от используемых в настоящее время показателей для отдельных водных объектов и их участков

Интегральные показатели интенсивности антропогенного воздействия являются количественными, что позволяет более дробно дифференцировать территории по степени интенсивности антропогенных воздействий в их пределах и предоставляет широкие возможности для сравнительного анализа экологического состояния поверхностных вод на различных территориях

Структура предложенных формул для расчета показателей интенсивности антропогенных воздействий на водные объекты предполагает учет широкого диапазона видов вредных воздействий на водные объекты, при этом с увеличением количества видов учитываемых вредных воздействий надежность оценок повышается

В третьей главе обосновывается и разрабатывается метод сравнительного анализа интенсивности антропогенных воздействий на поверхностные водные объекты

Метод сравнительного анализа для оценки интенсивности антропогенного воздействия на водные объекты представляется наиболее соответствующим современному состоянию вопроса оценки экологического состояния экосистем и отдельных их компонентов, так как однозначных абсолютных количественных или качественных критериев для оценки экологических ситуаций пока не разработано Очевидно, что разработка таких критериев значительно осложняется разнообразием экосистем по степени устойчивости к негативным воздействиям, по скорости протекания в них биохимических процессов и т п Таким образом, любые применяемые ныне оценки степени загрязненности отдельных компонентов экосистем и остроты экологических ситуаций в условиях неразработанности

региональных экологических нормативов и в связи с объективными трудностями в их разработке носят приблизительный характер и фактически используются для сравнения масштабов негативного воздействия на данные компоненты экосистем

Используя разработанные в предыдущей главе интегральные показатели интенсивности различных видов антропогенных воздействий на водные объекты, возможно комплексно оценить интенсивность негативных воздействий на поверхностные водные ресурсы и относительную значимость различных видов таких воздействий в пределах определенных территорий

Интегральные показатели интенсивности антропогенного воздействия на водные объекты наиболее оптимально применять для сравнительного анализа различий в степени антропогенного прессинга на водные объекты в пределах различных территорий

Все разработанные и рассчитанные показатели интенсивности антропогенных воздействий на водные объекты условно по способу получения можно разделить на абсолютные, относительные и комбинированные К первой группе относятся коэффициенты разбавления загрязненных сточных вод, возможного диффузно загрязненного стока, доля трансформированных в результате хозяйственной деятельности поверхностных водных ресурсов (Т=(Крдиф+КрСточ)х100%), концентрация загрязняющих веществ в сбрасываемых сточных водах, концентрация загрязняющих веществ в речных водах в результате сброса загрязненных сточных вод соотношение Крдиф/Кр сточ, поступление загрязненных сточных вод с земель промышленности и поселений, сток загрязненных вод с хозяйственно освоенных территорий Данные показатели характеризуют интенсивность антропогенных воздействий на поверхностные водные объекты посредством абсолютных величин, имеющих определенный физический смысл (концентрация, доля загрязненного стока в общем стоке и т п) и размерность Достоверность оценок, выполняемых с использованием данных показателей зависит от достоверности и точности данных о величинах, от которых зависят данные показатели (массы сброшенных загрязняющих веществ, объемы загрязненных сточных вод, данные о гидрологических характеристиках различных речных бассейнов и тп)

Ко второй группе относятся показатели, рассчитываемые по условным зависимостям, устанавливаемым и принимаемым в отсутствие данных о реальных зависимостях степени деградации и нарушенное™ экосистем от интенсивности различных негативных воздействий на них В рассматриваемом случае это будет неопределенность зависимости степени загрязненности поверхностного стока с различных водосборных территорий от интенсивности антропогенных воздействий на данных территориях К таким показателям относятся коэффициенты пропорциональности интенсивности различных антропогенных

воздействий на водосборных территориях (применение удобрений и средств химической защиты растений, выбросы в атмосферу от стационарных и передвижных источников и т п ) и рассчитываемый на их основе показатель интенсивности антропогенных воздействий на хозяйственно освоенных водосборных территориях, коэффициенты пропорциональности, учитывающие концентрации загрязняющих веществ в сточных водах и концентрации загрязняющих веществ, сброшенных со сточными водами, в речных водах в среднем в пределах водосборного бассейна Показатели этой группы можно применять только для целей сравнительного анализа относительной интенсивности антропогенных воздействий на поверхностные водные объекты

К третьей группе относятся показатели, получаемые путем комбинации и интегрирования нескольких показателей из первых двух групп в один Это индекс интенсивности диффузного загрязнения поверхностных водных объектов, индекс интенсивности антропогенных воздействий на поверхностные водные объекты в результате сброса загрязненных сточных вод, комплексный показатель интенсивности антропогенных воздействий на поверхностные водные объекты Эти показатели комплексно характеризуют как масштабы антропогенного воздействия на поверхностные водные объекты (выражаемые через долю загрязненных водных ресурсов), так и интенсивность их загрязнения, условно оцениваемую по относительной интенсивности отдельных видов негативного воздействия на поверхностные воды

Сравнительный анализ проводится как по одному показателю для различных территорий, так и путем сопоставления различных показателей для одной территории Такая методика позволит выявить водосборные территории, наиболее подверженные определенному виду вредного воздействия на водные объекты, а также определить виды вредных воздействий, оказывающих наиболее интенсивное влияние на состояние водных объектов в пределах данных водосборных территорий

Для комплексной оценки интенсивности антропогенного воздействия на водные объекты предлагается суммировать показатели интенсивности антропогенного воздействия на водные объекты в результате сброса загрязненных сточных вод Исто* и интенсивности диффузного загрязнения И^ф.

Ик= Источ + Идшр

Для выявления пространственных закономерностей в изменении интенсивности антропогенного воздействия на водные объекты проводилось построение карт на основе разработанных и рассчитанных для территории РФ интегральных показателей интенсивности антропогенного воздействия на водные объекты

Проводился анализ карт как комплексных показателей интенсивности антропогенных воздействий (синтетические карты) на поверхностные водные объекты, так и отдельных показателей (аналитические карты)

Для картографического анализа интенсивности антропогенного воздействия на водные объекты использовались карты-схемы

разбавления загрязненных сточных вод местным стоком (в разрезе основных водосборных бассейнов, а также в разрезе субъектов РФ), среднегодовых валовых концентраций загрязняющих веществ, сброшенных со сточными водами в среднем в поверхностных водах в пределах крупнейших водосборных бассейнов;

средних концентраций загрязняющих веществ в сточных водах (в разрезе основных водосборных бассейнов),

интенсивности антропогенных воздействий на водные объекты в результате сброса загрязненных сточных вод (в разрезе основных водосборных бассейнов);

разбавления диффузно загрязненного стока,

интенсивности антропогенных воздействий на хозяйственно освоенных территориях;

интенсивности диффузного загрязнения водных объектов; относительной значимости точечных и рассредоточенных источников загрязнения поверхностных вод;

трансформации химического состава поверхностных водных ресурсов в результате хозяйственной деятельности,

интенсивности антропогенных воздействий на поверхностные воды Делаются выводы, что сравнительный картографо-аналитический метод оценки интенсивности антропогенных воздействий на водные объекты позволяет выявить общие пространственные закономерности в изменении интенсивности антропогенных воздействий на поверхностные воды, а также наиболее значимые для отдельных регионов проблемы загрязнения поверхностных вод Среди таких проблем'

недостаточная очистка сточных вод, опасность деградации малых рек (бассейны Невы, Лены, Берингова моря и др );

недостаточность водных ресурсов для разбавления загрязненных сточных вод и самоочищения водных объектов (бассейн Оки, в особенности территория Московской области; Ростовская обл ),

сильная загрязненность поверхностного стока с сельскохозяйственных земель, земель промышленности и поселений (Московская обл, Краснодарский край, Ханты-Мансийский и Ямало-Ненецкий авт окр и др ), высокая степень хозяйственной освоенности территорий и значительная доля таких территорий в общей площади территориальной единицы, и, как следствие, изменение естественных гидрологических, гидрохимических и гидробиологических условий речных экосистем (Ростовская, Волгоградская, Саратовская, Белгородская обл и др )

При укрупнении территориальных единиц информация об интенсивности негативных воздействий на водные объекты значительно искажается, следовательно, при картографическом отображении показателей интенсивности антропогенных воздействий на поверхностные воды необходимо выбирать настолько малые территориальные единицы (водосборные бассейны, водохозяйственные участки, административно-территориальные единицы), насколько позволяют масштаб картографирования, исходная информация и цели исследования

В четвертой главе проводится апробация сравнительного картографо-* аналитического метода оценки интенсивности антропогенных воздействий на поверхно-

стные водные объекты Данный метод используется для обоснования начисления диффе-

) ренцированной в соответствии с экологическим состоянием водных объектов платы за

к,

сброс в них загрязняющих веществ, а также для определения и планирования первоочередных и приоритетных водоохранных мероприятий в регионах Повышающие коэффициенты к плате за загрязнение водных ресурсов рассчитываются пропорционально комплексному показателю общей интенсивности антропогенных воздействий на поверхностные водные объекты

Так как при расчете повышающих коэффициентов к плате за загрязнение водных объектов учитывается и доля трансформированных в результате хозяйственной деятельности ресурсов, и интенсивность различных видов антропогенных воздействий на водных объекты, то максимальными повышающие коэффициенты пол) чаются для Московской области (2,2 при кгаах=2,2), для Краснодарского края (1,99 при ктач=2,2), для Белгородской области (1,76 при ктах=2,2) Для сравнения в действующем ныне Постановлении Правительства Российской Федерации №344 от 12 июня 2003 г , являющимся основным нормативно-правовым актом, определяющим плату за загрязнение окружающей среды, эти коэффициенты при таком же максимальном повышающем коэффициенте равны 1,2, 2,2 и 1,15 для соответствующих субъектов Федерации

На основании разработанных и рассчитанных интегральных показателей интенсивности антропогенного воздействия на водные объекты, используя сравнительный кар-тографо-аналитический метод, можно выделить приоритетные и первоочередные мероприятия по улучшению и поддержанию качества поверхностных вод в субъектах Российской Федерации Для этих целей используется комбинация сравнительного пространственного анализа по одному из видов негативного воздействия на водные объекты (для выявления территорий, наиболее подверженных данному виду воздействия) и сравнительного анализа относительной значимости влияния каждого вида негативного воздействия на качество поверхностных вод в пределах определенной территории Для выявления характерных для субъекта РФ проблем загрязнения поверхностных водных ресурсов и определения в связи с этим приоритетных и первоочередных водоохранных мероприятий не несообразно использовать в сравнительном анализе показатели среднегодовой концентрации загрязняющих веществ (сброшенных со сточными водами) в поверхностных водах, среднегодовой концентрации загрязняющих веществ в сточных водах, индекс интенсивности антропогенного воздействия, коэффициент разбавления загрязненных сточных вод, коэффициент разбавления возможного диффузно загрязненного стока, комплексный показатель интенсивности антропогенного воздействия, долю трансформированных, то есть загрязненных, в результате хозяйственной деятельности поверхностных водных ресурсов, сток загрязненных сточных вод с единицы техногенной площади, долю хозяйственно освоенных земель и другие показатели, разработанные в настоящей работе

На начальном этапе проводится сравнительный анализ территорий по отдельным показателям интенсивности антропогенного воздействия на водные объекты коэффициенту разбавления загрязненных сточных вод, концентрации загрязняющих веществ в сточных водах, коэффициенту разбавления возможного диффузно загрязненного стока, показателю интенсивности антропогенного воздействия на водосборных территориях, индексу интенсивности диффузного загрязнения, доле трансформированных в результате хозяйственной деятельности поверхностных водных ресурсов и другим показателям, разработанным в настоящей работе

В результате такого анализа выявляются территории, на которых данный вид вредного воздействия оказывает наиболее интенсивное негативное влияние на водные объекты В соответствии с этим определяются первоочередные природоохранные меры для устранения и минимизации последствий данного вида негативного воздействия Так, например, если антропогенное воздействие на водный объект является прямым (сброс недостаточно очищенных стоков, чрезмерная нагрузка загрязненных сточных вод на водные объекты), предлагается внедрение систем более глубокой очистки сточных вод, оборотно-

го

го водоснабжения Если антропогенное воздействие на водные объекты имеет опосредованный характер (техногенное загрязнение водосборных территорий, неэффективная агромелиоративная политика, высокая степень преобразованное™ естественных экосистем), предлагаются меры по минимизации поступления загрязняющих веществ в водные объекты с поверхностным стоком, среди которых противоэрозионные мероприятия, контроль за соблюдением режима водоохранных зон, их обустройство Так, например, для Московской области такими водоохранными мероприятиями являются глубокая очистка сбрасываемых сточных вод, внедрение систем оборотного водоснабжения, контроль за соблюдением и ужесточение режима водоохранных зон, для Ленинградской области и республики Саха (Якутия) - глубокая очистка сточных вод

Далее проводится сравнительный анализ различных показателей для одной территории, на основании которого выделяются наиболее значимые для отдельного региона проблемы загрязнения водных объектов Если в каком-либо регионе отмечается сравнительно низкая интенсивность антропогенных воздействий на водные объекты по всем видам вредных воздействий (среди таких регионов Коми-Пермяцкий автономный округ, Еврейская автономная область и другие), и ни один из видов негативных воздействий на водные объекты не оказывает решающего влияния на качество поверхностных вод в регионе в целом, предлагается планирование и осуществление природоохранных мероприятий на местном уровне Очевидно, что такие мероприятия должны осуществляться во всех регионах, независимо от интенсивности антропогенных воздействий в их пределах, однако, для регионов со специфическими, характерными проблемами загрязнения водных объектов водоохранная политика должна планироваться не только на местном, но и на региональном и федеральном уровне

Таким образом, можно сделать вывод, что использование предлагаемого метода для дифференциации платы за загрязнение окружающей среды с учетом экологических факторов позволяет начислять плату за загрязнение водных объектов пропорционально интенсивности загрязнения водных объектов на данной территории, что является важным рычагом ограничения хозяйственной деятельности на территориях, испытывающих сильный антропогенный прессинг

Использование сравнительного картографо-аналитического метода позволяет также оценивать относительную значимость отдельных видов вредных воздействий на водные объекты в отдельных регионах и определять в соответствии с этим первоочередные и приоритетные направления в осуществлении водоохранных мероприятий

В заключении приведены выводы и результаты, полученные в ходе проведения диссертационного исследования

1 Был разработан сравнительный картографо-аналитический метод оценки интенсивности антропогенных воздействий на поверхностные водные объекты Данный метод был апробирован при оценке интенсивности антропогенных воздействий на водные объекты в целом по Российской Федерации в разрезе всех крупнейших водосборных бассейнов и субъектов РФ

2 Для целей проведения сравнительного анализа интенсивности антропогенных воздействий на водные объекты в пределах различных территорий были разработаны интегральные показатели интенсивности антропогенных воздействий на поверхностные водные объекты в результате сброса загрязненных сточных вод и интенсивности диффузного загрязнения, а также комплексные показатели общей интенсивности антропогенных воздействий на водные объекты Данные показатели применяются для оценки интенсивности антропогенных воздействий на водные объекты в целом по речным бассейнам и водосборным территориям, в отличие от применяемых ныне точечных оценок качества поверхностных вод

3 В результате картографического анализа закономерностей пространственного изменения интенсивности различных видов антропогенных воздействий были выявлены наиболее острые региональные проблемы загрязнения поверхностных вод, среди которых

недостаточная очистка сточных вод, опасность деградации малых рек (бассейны Невы, Лены, Берингова моря и др),

недостаточность водных ресурсов для разбавления загрязненных стоков и самоочищения водных объектов (бассейн Оки, в особенности территория Московской области, Ростовская обл ),

сильная загрязненность поверхностного стока с сельскохозяйственных земель, земель промышленности и поселений (Московская обл, Краснодарский край, Ханты-Мансийский и Ямало-Ненецкий авт окр и др«)ркая степень хозяйственной освоенности территорий и значительная доля хозяйственно освоенных территорий в общей площади территориальной единицы, и, как следствие, изменение естественных гидрологических, гидрохимических и гидробиологических условий речных экосистем (Ростовская, Волгоградская, Саратовская, Белгородская обл и др )

4 Впервые на федеральном уровне была оценена доля загрязненных в результате антропогенных воздействий водных ресурсов и произведена сравнительная оценка

степени загрязненности поверхностных водных ресурсов по всем субъектам РФ и крупнейшим речным бассейнам

5 На основании проведенный исследований и выполненных оценок были рассчитаны повышающие коэффициенты к плате за загрязнение водных объектов пропорционально комплексному показателю интенсивности антропогенных воздействий на водные объекты, а также определены первоочередные и приоритетные водоохранные мероприятия в субъектах РФ на основе сравнительного анализа различных показателей интенсивности антропогенных воздействий на водные объекты

Основные положения диссертационного исследования отражены в следующих публикациях

1 Кравец Е А Методические аспекты начисления платы за загрязнение окружающей природной среды с учетом экологических факторов на примере водных объектов / Естественные и технические науки -2004 г -№6(15) - С 102-104

2 Кравец Е А Плата за выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух, поверхностные и подземные водные объекты и размещение отходов производства и потребления / Материалы шестого международного симпозиума «Проблемы эко-информатики» - М 2004 - С 112-114

3 Кравец Е А Проблемы получения, интерпретации и объективного отображения информации об экологическом состоянии территорий / Экологическая безопасность и рациональное природопользование Сб науч трудов / Отв ред А В Садов -М Изд-во ГУЗ и МГУГиК, 2004 -С 14-17

4 Кравец Е А Методические подходы к оценке диффузного загрязнения водных объектов в субъектах Российской Федерации / Аспирант и соискатель - 2005 г -№1 (26) - С 183-186

5 Кравец Е А Сравнительный картографо-аналитический метод оценки интенсивности антропогенного воздействия на поверхностные водные объекты / Естественные и технические науки -2005г - №1 (15) -С 118-121

«

»15231

РНБ Русский фонд

2006-4 10016

4

МГУГиК

105064, Москва К-64, Гороховский пер., 4

Подп. к печати 30.06.2005 Формат 60x90 Бумага офсетная Печ. л. 1,4 Уч.-изд. л. 1,4 Тираж 80 экз. Заказ №112 Цена договорная

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Кравец, Елена Александровна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Проблемы оценки качества поверхностных вод.

1.1.Основные источники загрязнения поверхностных вод и виды загрязняющих веществ. - -.

1.2.0сновныс методы и показатели, применяемые для оценки качества поверхностных водных объектов.

1.3.Проблема установления пространственных закономерностей загрязненности водных объектов.

1.4.Направления исследований для оценки экологического состояния поверхностных водных объектов.

Выводы.

ГЛАВА 2. Разработка интегральных показателей интенсивности антропогенного воздействий на поверхностные водные объекты.

2.1. Теоретические основы разработки интегральных показателей интенсивности антропогенного воздействия на поверхностные водные объекты.

2.2. Показатели для оценки интенсивности диффузного загрязнения водных объектов.

2.3. Показатели интенсивности антропогенного воздействия на водные объекты в результате сброса загрязненных сточных вод.

Выводы.

ГЛАВА 3. Сравнительный картографо-апалнтнчсскнй метод оценки интенсивности антропогенного воздействии па поверхностные водные объекты.

3.1. Интегральные показатели интенсивности антропогенного воздействия на водные объекты как базовые оценки для проведения сравнительного анализа интенсивности антропогенного воздействия на поверхностные воды в пределах различных водосборных территорий.

3.2. Картографический анализ пространственных закономерностей изменения интенсивности антропогенного воздействия на поверхностные водные объекты.

Выводы.

ГЛАВА 4. Применение сравнительного картографо-аналнтнческого метода оценки ннтснсншюстн антропогенных воздействии па поверхностные водные объекты для обоснования ограничении хозяйственной деятельности н планирования природоохранных мероприятии в регионах.

4.1. Расчет дифференцированной в соответствии с экологическим состоянием территорий платы за загрязнение водных объектов с использованием сравнительного картографо-аналитического метода оценки интенсивности антропогенных воздействий на водные объекты.

4.2. Определение первоочередных и приоритетных природоохранных мероприятий для восстановления и поддержания качества поверхностных водных объектов.

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Сравнительный картографо-аналитический метод оценки интенсивности антропогенных воздействий на поверхностные водные объекты"

Проблема загрязнения водных ресурсов чрезвычайно остро стоит в Российской Федерации. В последние 15 лет происходит два разнонаправленных процесса, оказывающих влияние на качество водных ресурсов. С одной стороны, произошло значительное сокращение объемов промышленного производства, что повлекло за собой снижение объемов сбрасываемых в водные объекты загрязненных сточных вод, а с другой стороны происходит увеличение нагрузки на водные объекты от рассредоточенных источников. Второй процесс обусловлен возрастанием техногенной нагрузки на водосборные территории, несоблюдением режима водоохранных зон, сокращением объема водоохранных мероприятий. Кроме того, в многих регионах морально и физически устаревают очистные сооружения, что является причиной недостаточной очистки сбрасываемых сточных вод, учащения аварийных ситуаций, приводящих к залповым сбросам загрязняющих веществ в поверхностные водные объекты.

С начала 1990-х гг. в Российской Федерации проводятся в жизнь принципы платности пользования природными ресурсами и возмещения экологического ущерба окружающей среде. В это связи важной представляется общая оценка интенсивности антропогенных воздействий на водные объекты, как но отдельным видам вредных воздействий, так и по их комплексу. Это необходимо для обоснованного ограничения антропогенной нагрузки на водные объекты и их водосборные территории, а также для планирования водоохранных мероприятий.

Цели и задачи работы:

1. Провести анализ существующих в настоящее время методов и показателей для оценки качества поверхностных вод и интенсивности негативных воздействий на них, обосновать необходимость разработки нового метода.

2. Разработать интегральные показатели для оценки интенсивности негативных воздействий на поверхностные водные объекты в результате сброса загрязненных сточных вод.

3. Разработать показатели для оценки интенсивности диффузного загрязнения поверхностных водных объектов.

4. Разработать и обосновать сравнительный картографо-аналитический метод оценки интенсивности антропогенных воздействий на водные объекты.

5. Разработать рекомендации по практическому применению сравнительного картографо-аналитического оценки интенсивности антропогенных воздействий на поверхностные водные объекты на основе интегральных показателей интенсивности антропогенного воздействия на водные объекты для обоснования ограничений хозяйственной деятельности и планирования водоохранных мероприятий.

ГЛЛВЛ 1. Проблемы оценки качсстиа попсрхностпых иод

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Кравец, Елена Александровна

Выводы

Сравнительный картографо-аналитический метод оценки интенсивности антропогенных воздействий на водные объекты позволяет выявить общие пространственные закономерности в изменении интенсивности антропогенных воздействий на поверхностные воды, а также наиболее значимые для отдельных регионов проблемы загрязнения поверхностных вод. Среди таких проблем: недостаточная очистка сточных вод, опасность деградации малых рек (бассейны Невы, Лены, Берингова моря и др.); недостаточность водных ресурсов для разбавления загрязненных стоков и самоочищения водных объектов (бассейн Оки, в особенности территория Московской области, Ростовская обл.); сильная загрязненность поверхностного стока с сельскохозяйственных земель, земель промышленности и поселений (Московская обл., Краснодарский край, Ханпл-Мансийский и Ямало-Нснецкнй авт. окр. и др.); высокая степень хозяйственной освоенности территорий и значительная доля хозяйственно освоенных территорий в общей площади территориальной единицы, и, как следствие, изменение естественных гидрологических, гидрохимических и гидробиологических условий речных экосистем (Ростовская, Волгоградская, Саратовская, Белгородская обл. и др.).

При укрупнении территориальных единиц информация об интенсивности негативных воздействий па водные объекты значительно искажается, следовательно, при картографическом отображении показателей интенсивности антропогенных воздействий на поверхностные воды необходимо выбирать настолько малые территориальные единицы (водосборные бассейны, водохозяйственные участки, административно-территориальные единицы), насколько позволяют масштаб картографирования, исходная информация и цели исследования.

ГЛАВА 4. Применение сравнительного картографо-аналптичсского .метода оценки нптспсшшостп антропогенных воздействии па нодпые объекты дли обосновании ограничении хозяйственной деятельности и планировании природоохранных меронрнитни в регионах

4.1. Расчет дифференцированной в соответствии с экологическим состоянием территорий платы за загрязнение водных объектов с использованием сравнительного картографо-апалитического метода оценки интенсивности антропогенных воздействий на водные объекты

Результаты проведенных исследований по оценке и сравнительному анализу интенсивности антропогенных воздействий на водные объекты можно использовать не только в фундаментальных исследованиях экологического состояния различных водосборных территорий, но и для планирования и осуществления конкретных природоохранных мероприятий.

Ограничение хозяйственной деятельности можно осуществлять как административными (директивными и запретительными) методами, так и используя экономические механизмы регуляции и ограничения хозяйственной деятельности. В некоторых случаях - для особо охраняемых природных территорий или для зон экологического бедствия - целесообразно применять первую группу методов. А в остальных случаях хозяйственную деятельность можно стимулировать или ограничивать путем дифференциации платежей за пользование природными ресурсами и за загрязнение окружающей природной среды. Дифференциация подразумевает учет обеспеченности региона природными ресурсами, степень его хозяйственной освоенности, плотность населения, экологическую ситуацию, объемы и интенсивность вредных воздействий и другие параметры.

Для дифференциации территорий необходимо проведение сравнительного анализа их но определенному набору единых для всех изучаемых территорий параметров, а затем введение в показатели, рассчитанные но общим параметрам, поправок, учитывающих местные условия отдельных территорий [33, 35].

Нормативы платы за загрязнение окружающей среды и размещение отходов производства и потребления устанавливаются согласно Постановлению Правительства Российской Федерации №344 от 12 июня 2003 г. [59].

Ввиду того, что все виды вредных воздействий на окружающую среду оказывают прямое или косвенное негативное воздействие на поверхностные воды, целесообразно рассмотреть порядок начисления платы за загрязнение не только водных объектов, но и атмосферного воздуха и за размещение отходов производства и потребления.

Согласно приложению №1 к данному постановлению для различных загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу и водные объекты устанавливаются базовые нормативы платы за выбросы и сбросы в пределах установленных допустимых нормативов и в пределах установленных лимитов. Такие же базовые ставки устанавливаются за размещение отходов производства и потребления различных классов опасности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Был разработан сравнительный картографо-аналитический метод оценки интенсивности антропогенных воздействий на поверхностные водные объекты. Данный метод был апробирован при оценке интенсивности антропогенных воздействий на водные объекты в целом по Российской Федерации в разрезе крупнейших водосборных бассейнов и субъектов РФ.

2. Для целей проведения сравнительного анализа интенсивности антропогенных воздействий на водные объекты в пределах различных территорий были разработаны интегральные показатели интенсивности антропогенных воздействий на поверхностные водные объекты в результате сброса загрязненных сточных вод и интенсивности диффузного загрязнения, а также комплексные показатели общей интенсивности антропогенных воздействий на водные объекты. Данные показатели применяются для оценки интенсивности антропогенных воздействий на водные объекты в целом по речным бассейнам и водосборным территориям, в отличие от применяемых ныне точечных оценок качества поверхностных вод.

3. В результате картографического анализа закономерностей пространственного изменения интенсивности различных видов антропогенных воздействий были выявлены основные региональные проблемы загрязнения поверхностных вод, среди которых: недостаточная очистка сточных вод, опасность деградации малых рек (бассейны Невы, Лены, Берингова моря и др.); недостаточность водных ресурсов для разбавления загрязненных стоков и самоочищения водных объектов (бассейн Оки, в особенности территория Московской области, Ростовская обл.); сильная загрязненность поверхностного стока с сельскохозяйственных земель, земель промышленности и поселений (Московская обл., Краснодарский край, Ханты-Мансийский и Ямало-Ненецкий авт. окр. и др.); высокая стспснь хозяйственной освоенности территорий и значительная доля хозяйственно освоенных территорий в общей площади территориальной единицы, и, как следствие, изменение естественных гидрологических, гидрохимических и гидробиологических условий речных экосистем (Ростовская, Волгоградская, Саратовская, Белгородская обл. и др.). Впервые на федеральном уровне была оценена доля загрязненных в результате антропогенных воздействий водных ресурсов и произведена сравнительная оценка степени загрязненности поверхностных водных ресурсов но субъектам Федерации и крупнейшим речным бассейнам. На основании проведенных исследований и выполненных оценок были рассчитаны повышающие коэффициенты к плате за загрязнение водных объектов на основе комплексного показателя интенсивности антропогенных воздействий на водные объекты, а также определены первоочередные и приоритетные водоохранные мероприятия цо субъектам РФ на основе сравнительного анализа различных показателей интенсивности антропогенных воздействий па водные объекты.

152

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Кравец, Елена Александровна, Москва

1. Абакумов В.А. Продукционные аспекты биомониторинга пресноводных экосистем // Продукционно-гидробиологические исследования водных экосистем. - Л.: Паука, 1987. - С. 51-61.

2. Антропогенные воздействия на водные ресурсы России и сопредельных государств в конце XX столетия/ Рос. All. Ин-т географии; Огв. ред.: II.И. Коронкевич, И.С. Зайцева. -М.: Наука, 2003. 367 с.

3. Балушкина Е.В. Применение жггаралыюго показателя для оценки качества вод по структурным характеристикам донных сообществ // Реакция озерных экосистем на изменение внешних условий. СПб.: ЗИН РАН, 1997.-С. 266-292.

4. Балушкина Е.В. Функциональное значение личинок хирономид в континентальных водоемах. Л.: Паука, 1987. - 179 с.

5. Безднина С.Я. Экосистемное водопользование: концепции, принципы, технологии. М.: Издательство «Рома», 1997. - 137 с.

6. Бейм A.M., Красовский Г.И., Сутокская И.В, Васюкович Л.Я. Эколого-гигиенические подходы к биоиндикации качества воды // Самоочищение воды и миграции загрязнений по трофической цепи. М.: Паука, 1984. -С. 16-22. ,

7. Брагинский Л.П. Некоторые принципы классификации пресноводных экосистем но уровням токсической загрязненности // Гидробиол. журн. 1985. Т. 21. -№6.- С. 65-74.

8. Брагинский Л.П. Экологические подходы к исследованию механизмов действия токсикантов в водной среде. // Формирование и контроль качества поверхностных вод. Вын. 1. Киев: Наук, думка, 1975. - С. 5-15.

9. Василенко В.II., Прокачева В.Г., Фридман III.Д. Оценка загрязнения снежного покрова промышленных районов но ciiyiпиковым изображениям / Труды ГГИ. 1981, вып.285. - С.56-63.

10. Васильева Е.А., Виничснко В.Н, Гусева Т.В. и др. Как организовать общественный экологический мониторинг / Под ред. М.В. Хотулевой. М.: СоЭС - Методический центр "Эколайн", 1998. - 156 с.

11. Влияние урбанизации на гидрологический режим и качество воды : Метод. пособие/ Межведомственный ком. СССР по международной гидрологической программе. СПб.: Гидрометеоиздат, 1991. -63 с.

12. Водные ресурсы СССР и их использование. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. -302 с.

13. Временные методические указания по комплексной оценке качества поверхностных и морских вод. Утв. Госкомгидрометом СССР 22.09.1986 г. №250-1163.-М., 1986.-5 с.

14. Временные методические указания по прогнозированию химического состава поверхностных вод с учетом перераспределения стока. — Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 56 с.

15. Географический атлас России. Федеральная служба геодезии и картографии России. - М.: ПКО «Картография», 1998. - 143 с.

16. Голубова П.В. Тяжелые металлы в воде Цимлянского водохранилища // Водные ресурсы. 1994 -т.21. - №2 - С.32-39.

17. ГОСТ 27065-86. Качество вод. Термины и определения. М., 2003. - 11 с.

18. Государственный доклад «О состоянии водных ресурсов Российской Федерации в 2002 году».- М.: НИА-Природа, 2003. 166 с.

19. Государственный доклад «О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 2002 году».- М.: НИА-Природа, 2003. 544 с.

20. Дедков А.П., Курбанова С.Т., Мозжерин В.И. О механизме пересыхания малых рек Среднего Поволжья // Малые реки: Современное состояние, актуальные проблемы. Тольятти: ИЭВБ РАИ, 2001. - С.67.

21. Джамалов Р.Г., Злобнна В.Л., Мироненко М.В., Рыженко Б.Н. Влияние закисления атмосферных осадков на химическое равновесие. Полевые данные. Термодинамическое моделирование / Водные ресурсы. 1996 г. - №5 (23).-С. 556-564.

22. Директива Европейского парламента и Совета Европейского Союза N2000/60/EC от 23 октября 2000 года, устанавливающая основы для деятельности Сообщества в области водной политики // ЭКОСинформ. -2002. №6. - С. 4-64.

23. Доманицкий А.П., Дубровина Р.Г., Исаева А.И. Реки и озера Советского Союза.-Л., 1971.- 104 с.

24. Драчев С.М., Петухова Л.А., Калинина Л.А. О химическом составе пены на загрязненных реках // Абиотические факторы биологического круговорота в водоемах. Л.: Наука, 1971. - С.23-28.

25. Загрязняющие вещества и показатели сточных вод различных отраслей промышленности: Справочно-методическое пособие / Минприроды РФ. -М., 1994-58 с.

26. Иваник В.М., Клименко О.А. Загрязнение поверхностных вод нефтепродуктами в Тюменской области и основные пути его предотвращения / Гидрохимические материалы. Т .109, 1990. - С.46-55.

27. Израэль Ю.А., Гасилина Н.К., Ровинскпй Ф.Я., Филиппова Л.М. Осуществление в СССР системы мониторинга водной среды. Л.: Гидрометео-издат, 1978.- 118 с.

28. Калачева С.В. Оценка уровня техногенного воздействия на поверхностные воды республики Марий Эл. Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук. М., 2002. - 22 с.

29. Капустян А.С., Пальцев В.П., Щедрина А.В. Очистка и утилизация дре-нажно-сбросных вод оросительных систем / ГУ ЮжНИИГиМ. М., 2000. -242 с.

30. Комплексные оценки качества поверхностных вод / Под ред. А.М.Никанорова. Л.:Гидромстеоиздат, 1984. - 139 с.

31. Коршун A.M. Оценка последствий антропогенного воздействия на примере речных экосистем России. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук. Ростов н/Д, 2000. - 20 с.

32. Космические методы геоэкологии / Под редакцией В.И.Кравцовой. М.: Географический ф-т МГУ, 1998. - 108 л.

33. Кравец Е. А. Методические аспекты начисления платы за загрязнение окружающей природной среды с учетом экологических факторов на примере водных объектов / Естественные и технические науки. 2004 г. - №6 (15). - С.102-104.

34. Кравец Е.А. Методические подходы к оценке диффузного загрязнения водных объектов в субъектах Российской Федерации / Аспирант и соискатель. -2005 г. -№1 (26).-С. 183-186.

35. Кравец Е.А. Сравнительный картографо-аналитический метод оценки интенсивности антропогенного воздействия на поверхностные водные объекты/Естественные итехнические науки.-2005 г. -№1 (15). С.118-121.

36. Кравец Е.А. Использование сравнительного картографо-аналитического метода для планирования водоохранных мероприятий / Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка. 2005 г. - №6. - С. 104112.

37. Кумани М.В. Оценка влияния сельскохозяйственного производства на сток органических и биогенных веществ в р. Псел // Водные ресурсы. -2004.- Том 31. С.85-89.

38. Куприянов В.В. Гидрологические аспекты урбаншацпп. JL: Гидроме-теошдат, 1977. - 184 с.

39. Лапшина Т.П., Хоменко А.II., Лебедев А.Т., Петросян B.C., Горшков В.В. Компонентный состав промышленных сточных вод / Гидрохимические материалы. Т. 109, 1990. - С. 139-151.

40. Методика расчета предельно допустимых сбросов (ПДС) веществ в водные объекты со сточными водами. -М., 1993. -107 с.

41. Методические основы оценки и регламентирования антропогенного влияния на качество поверхностных вод / Под ред. А.В.Караушева. -Л.:Гидрометеоиздат, 1987.-288 с.

42. Милонова М.В. Эколого-экономнческий механизм дифференциации платы за загрязнение окружающей природной среды (на примере Центрального района России). Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук. -М.,1997. 21 с.

43. Михайлов С.А. Диффузное загрязнение водных экосистем. Методы оценки и математические модели: Аналитический обзор / СО РАН. ГПНТБ. Ин-т водных и экологических проблем. Барнаул: День, 2000. - 130 с.

44. Моисеенко Т.Н., Яковлев В.А. Антропогенные преобразования водных экосистем Кольского Севера. — Л.: Наука, 1990. — 220 с.

45. Мониторинг поверхностных вод и технологические аспекты очистки промстоков / В.П. Малкин, А.П. Сибилев, В.И. Кузин, Г.Я. Резников. — М.: Изд-во ООО «Редакция журнала» ХНГМ», 2001. 170 с.

46. Нежиховский Р.А. Гидроэкологические основы водного хозяйства. — Ленинград: Гидрометеоиздат, 1990. -229 с.

47. Никаноров A.M., Циркунов В.В. Системы мониторинга качества поверхностных вод Ч. 1: Системы мониторинга качества поверхностных вод

48. США и Канады и направления их эволюции. С-Пб: Гидрометеоиздат, 1994.-108 с.

49. Николаева Л.II. Загрязнение пестицидами различных агроценозов в Крыму // Мелиорация и водное хозяйство. 1991. - №7. - С.27-28.

50. Нормативно-методические и инструктивные материалы по взиманию платы за за1рязнснис окружающей природной среды (Прил. к "Экол. вести. Подмосковья"). М.: Б. и., 1995 - 85 с.

51. Обзор состояния работ на сети наблюдений за загрязнением поверхностных вод суши Российской Федерации (по гидрохимическим показателям). 2000 / Иснолп. Шлычкова В.В. и др. С-Пб.: Гидрометеоиздат,2001,- 114 с.

52. Обзор состояния работ на сети наблюдений за загрязнением поверхностных вод суши Российской Федерации (по гидрохимическим показателям). 2001 / Иснолн. Шлычкова В.В. и др. С-Пб.: Гидрометеоиздат,2002.-126 с.

53. Основные показатели охраны окружающей среды: Статистический бюллетень. / Федеральная служба государственной статистики. М., 2004. -87 с.

54. Охрана окружающей среды в России: Стат. сб./Госкомстат России. -М.,1998.- 202 с.

55. Паписов В.К. Социально-экономическая оценка водопользования при планировании промышленного производства. Автореферат диссертации па соискание ученой степени доктора экономических наук. М., 1985. -51 с.

56. Пономарева JI.C. О нормативах предельно допустимых концентраций веществ в природных водах и их применении в современных условиях / Использование и охрана природных ресурсов в России. 2003. - №9-10. -С.126-133.

57. Прозоров Л.Л. Энциклопедический словарь «Геоэкология». М.: Научный мир, 2004. - 396 с.

58. Райнин В.Е., Яшин В.М., Митрюхин А.А., Фриммель Ф.Х., Гремм Т., Хайдт А. Формирование качества речных вод в районе впадения реки Москвы в реку Оку // Современные проблемы мелиорации и нуги их решения / Тр. ВНИИГиМ. М„ 1999. - Т.2. - С.77-92.

59. Регионы России. Социально-экономические показатели. 2003: Стат. сб./ Госкомстат России,- М.,2003. 895 с.

60. Ресурсы поверхностных и подземных вод, их использование и качество. 2002 г. С-Пб.: Гидрометеоиздат, 2003. - 115 с.

61. Россия и ее регионы: Внешние и внутренние экологические угрозы. М.: Наука, 2001. -216 с.

62. Россия. Политико-административная карга. Масштаб 1:7 500 000. М.: Роскартография, ООО «Атлас Принт», 2003.

63. Руководство по использованию, рсчулировашпо и охране водных ресурсов малых рек РСФСР. Вып. 6. Руководство по расчету изменения качества воды малых рек. Свердловск: Изд. УралПИИВХ, 1985. - 68 с.

64. Савенко B.C., Аникиев В.В. О химическом составе пены континентальных водоемов // Водные ресурсы. 1989. - №4. - С.182-183.

65. Сборник рекомендаций Хельсинской комиссии. СПб.: Изд. РОО «Экология и бизнес», 2001. -480 с.

66. Сметании В.И. Восстановление и очистка водных объектов. М.: КолосС, 2003.- 157 с.

67. Собогович Э.В. О загрязнении природных вод техногенными радионуклидами Чернобыльского выброса // Водные ресурсы. 1990. - №6. - С. 39-46.

68. Соботович Э.В., Долин В.В. Механизм миграции «горячих» частиц в почвах и поступление их в поверхностные и грунтовые воды // Водные ресурсы. -1990. №6. - С.51-56.

69. Справочное руководство по компонентному составу водокжов и сточных вод различных производств / Климовицкая JI.M., Котов Ю.С., Почкин Ю.Н., Дедков Ю.М. Казань: Изд-во Казан, ун-та, 1992. - 82 с.

70. Стурман В.И. Экологическое картографирование: Учебное пособие / В.И.Стурман. М.: Аспект Пресс, 2003. - 251 с.

71. Техногенное загрязнение речных экосистем / В.Н.Новосельцев и др. -М.-.Научный мир, 2002.-140с.

72. Ткачев Б.П., Булатов В.И. Малые реки: современное состояние и экологические проблемы: Аналит. обзор / ГПНТБ СО РАН. Новосибирск, 2002. - 114 с.

73. Толкачев Т.Ю. Гидроэкология: особенности форм нахождения тяжелых металлов в водных системах / Инженерная экология. 2003. - №3. - С.39-48.

74. Транспорт п России: Стат. сб. / Госкомстат России. М., 2003. - 182 с.

75. Укрупненные нормы водопотрсбления и водоогведения в животноводстве и сельских населенных пунктах с централизованными системами водоснабжения. Минск, 1980. 85 с.

76. Федеральный закон «Об охране окружающей среды». М.: «Ось-89», 2002.-64 с.

77. Федоров В.Д., Устойчивость экологических систем и ее измерение / Изв. АН СССР. Сер. биол. 1974. - № 3. - С. 402-415.

78. Шитиков В.К., Розенберг Г.С., Зинченко Т.Д. Количественная гидроэкология: методы системной идентификации. Тольятти: ИЭВБ РАИ, 2003. -463 с.

79. Экологический атлас России. М.: «Карта», 2002. - 128 с.

80. Эколого-гидрогеологический словарь / Д. II. Воронов, Т.Бохенска, Л.К.Бродский и др.; Под ред. Л.П.Воронова.— 2-е изд., испр. и доп. — СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2001. —202 с.

81. Яковлев В.Л. Воздействия тяжелых металлов на пресноводный зообен-тос: 2. Последствия для сообществ / Экологическая химия. 2002, том 11. - №2.-С.117-132.

82. Яковлев В.Л. Оценка качества поверхностных вод на территории Феино-скаидии / Водные ресурсы. 2004, том 31. - № 3. - С.337-346.

83. V 86.Янин П.Е. Тяжелые металлы в реке в зоне влияния промышленного города. М.:ИМГРЭ, 2003. - 89 с.

84. Gersberg R.M., Daft D., Yorkcy D. Temporal pattern of toxicity in runoff from Tijuana River Watershed / Water Research 38 (2004). P.559-568.

85. Jolankai G. Modelling of non-point source pollution // Application of ecological modeling in environmental management / S.E.Jorgensen, ed. Amsterdam, The Netherlands: Elsevier, 1983. - P. 283-379.

86. Managing non-point source pollution. Pinal Report to Congress on Section 319 of the Clean Water Act (Report No. ЕРЛ-506/9-90). Oflice of Water, U.S. Environmental Protection Agency, Washington, DC, 1992, June.

87. Yuan L. Using spatial interpolation to estimate stressor levels in unsampled streams / Environmental Monitoring and Assessment, 94 (2004), 1 Gunc)> PP-23-38.

88. Zhang M., lie Z., Calvert D., Stofella P. Spatial and temporal variations of water quality in drainage ditches within vegetable farms and citrus groves / Agricultural Water Management 65 (2004). P.39-57.

89. Карта-схема "Разбавление загрязненных стопных вод по бассейнам морен и крупнейших рек"1. Бопм 1,1 Щ 0551. И иш1. Щ 0,024,0!мчн1. MM 140061. Щ 0.00201-0,0050,00(014,00!шт 0,00001«11>1ШНШ

90. Карта-схема "Разбавление загрязненных сточных вод местным стоком в субъектах Российской Федерации"жшкшм1. Бош 0,40,1430.08-0,10.06-0,010,051-0.060,041-0,0!0,011-0,040,011-0,030,011-0,020.0051-0,010,0011-0,0050,00051-0,0010.0,00091. UVHWCIW

91. Ckmwbm 1ШНТ|Ш1НЯ ягршюш пщктв в Boqt' уел- *п'иip 'ЮЛ ШВ INHhOU 9 ия№П Мшнш1ж Bnlndwtfwo* юМэ1,МШ,01 ММВД1 Иш 0,0001

92. Карта-схема "Разбавление возможного диффузно загрязненного стока"1. ИМШМ•й ЛД4trf.\jrr14,10,601-0,7в 0,4014,61. OJOH40,1014,J0,0!Ц10,1114.051. Пени 0,01усймй mwшншм

93. Карта-схема "Интенсивность антропогенных воздействий на хозяйственно освоенных

94. Карта-схема "Интенсивность диффузного загрязнения водных объектов"1. ШИЙХМ0,011-0,1 O.OOROf Менее 0,351м1. Манн 0.1

95. Карта-схема "Интенсивность антропогенных воздействий на поверхностные1. А ••'шгиош1. ВшЮИ5№1№Ш