Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Загрязнение атмосферы в Туркменистане и пути ее экологического оздоровления

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Текст научной работыДиссертация по географии, кандидата географических наук, Курбанов, Пирджан Курбанович, Москва

Институт глобального климата и экологии Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды и Российской Академии Наук

Курбанов Пирджан Курбанович

ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ В ТУРКМЕНИСТАНЕ И ПУТИ ЕЁ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОЗДОРОВЛЕНИЯ

Диссертация на соискание ученой степени кандидата географических наук

11.00.11 - Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

На правах рукописи УДК 502.55(203):628.5

Научный руководитель: д.ф.м.н. профессор В.Н.Петров

МОСКВА 1999

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..................................................................................................................4

ГЛАВА 1. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ 10

АТМОСФЕРЫ...............................................................................

1.1 Физико-географические условия............................................................................................10

1.2 Климатические условия................................................................................................................17

1.3 Влияние физико-географических и климатических условий на 28 загрязнение атмосферы..............................................................

ГЛАВА 2. ВЫБРОСЫ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ.... 34

2.1 Исходные данные и методика исследований............................................................34

2.2 Схема источников загрязнения..................................................................................................37

2.3 Выбросы вредных веществ в атмосферу............................................................................40

2.4 Концентрация, рассеивание и трансграничный перенос вредных 45 веществ в атмосфере..................................................................

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУШНОГО 62 БАССЕЙНА ТУРКМЕНИСТАНА ВЫБРОСАМИ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ

3.1 Промышленное загрязнение..........................................................................................................62

3.2 Загрязнение выхлопными газами от транспорта..........................................................71

3.2.1 Состояние транспорта в Туркменистане........................................................................72

3.2.2 Методика расчета выбросов загрязняющих веществ в атмосферу 75 транспортом............................................................................

3.3 Загрязнение атмосферы над крупными городами Туркменистана............84

3.3.1 Загрязнение атмосферы над Ашхабадом....................................................................85

3.3.2 Загрязнение атмосферы над Бюзмеином......................................................................99

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО СТАБИЛИЗАЦИИ 103 ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ КРУПНЫХ ГОРОДОВ ТУРКМЕНИСТАНА........................................................................

4Л Влияние архитектурно- планировочных решений в перспективном 103 проектировании градостроительства на рассеяние примесей в атмосфере

4.2 Роль озеленения городов по снижению негативного воздействия 108 загрязняющих веществ...............................................................

4.3 Перспективы снижения объема и токсичности выбросов загрязня- 111 ющих веществ в атмосферу промышленностью и автотранспортом......

4.3.1 Методы снижения промышленных выбросов................................111

4.3.2 Методы снижения выбросов автотранспорта............................ 120

4.4 Разработка рекомендаций по снижению выбросов загрязняющих 129 веществ в атмосферу и их воздействия на окружающую среду............

ВЫВОДЫ............................................................................... 141

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.............................................. 143

ЛИТЕРАТУРА

145

ВВЕДЕНИЕ

Развитие человечества и технический процесс связаны с необходимостью использования природных ресурсов планеты. Урбанизация, как объективный процесс, имеет свои положительные свойства. Однако, с ростом численности населения урбанизация, наряду с множеством социально-экономических вопросов, выдвинула и целый комплекс экологических проблем. Усиливающийся антропогенный пресс, нерациональное использование природных ресурсов оказывают негативное воздействие на окружающую среду. Экономическое развитие, основанное на нерациональном использовании природных ресурсов не может длится бесконечно, не создавая угрозы продуктивным возможностям планеты. Для устойчивого социально-экономического роста, соотносимого с потребностями и границами возможностей природы, необходимо обеспечить связь между экологической и экономической политикой на всех уровнях, и во всех секторах экономики. Более 80 % территории Туркменистана составляют пустыни. Аридные территории страны отличаются крайне засушливым и жарким климатом, скудными осадками и сравнительно редкой растительностью. Для пустынь южной подзоны типично не только малое количество осадков, но и их неравномерное распределение по сезонам года и исключительно большая изменчивость. Поэтому пустынная территория нашей страны менее пластична, крайне чувствительна, экологически уязвима и требует бережного отношения.

Бурное развитие экономики Туркменистана, связанное с развитием энергетики, транспорта, нефтегазодобывающей, нефтеперерабатывающей, химической и др. отраслей народного хозяйства выдвигают и ряд приоритетных проблем загрязнения окружающей среды. В этой связи, охрана атмосферного воздуха от загрязнения промышленными, энергетическими предприятиями и транспортом приобретает особое значение. Через атмосферный воздух происходит загрязнение

поверхностных и подземных вод, почвенного покрова, наносится непоправимый ущерб здоровью человека, животному и растительному миру и другим компонентам природной среды. Наибольшей остроты эта проблема достигла в городах, где сосредоточена почти вся промышленность и автотранспорт.

Поэтому, исследование загрязнения атмосферы вредными примесями и поиск путей его уменьшения представляет большой научно-практический интерес и особую актуальность для аридной территории Туркменистана.

Целью работы является исследование загрязнения атмосферного воздуха выбросами промышленных, энергетических и других предприятий и автотранспорта, выявления зависимости уровня концентрации загрязняющих вредных веществ от физико-географических и климатических ' условий, оптимизации экономически приемлемых и экологически обоснованных методов минимизации загрязнения. И как логическое завершение, разработке концепции природоохранных мероприятий, направленных на охрану атмосферного воздуха и оздоровления природной среды Туркменистана. Основными задачами были следующие:

1. Изучение загрязнения атмосферного воздуха в городах Туркменистана промышленностью, энергетикой, автотранспортом и аналитическая оценка их "вклада" в общее загрязнение.

2. Анализ климатических особенностей и их взаимосвязь с загрязнением на примере города Ашхабада.

3. Изучение вопросов уменьшения объема выбросов и концентрации загрязняющих веществ и разработка наиболее оптимальных экономических и экологических мер по оздоровлению природной среды.

4. Выявление основных аспектов охраны атмосферного воздуха на основе системного подхода и разработка концепции природоохранных мероприятий по уменьшению концентрации вредных загрязняющих веществ в атмосфере.

Исходные данные и методы исследования: Исследования автора охватывают 1990 - 1998 гг. В работе использованы оригинальные материалы фактических наблюдений и анализов состояния окружающей среды Научно-производственного Центра экологического мониторинга Минприроды Туркменистана данные метеорологических наблюдений за ветром на станции Ашхабад за 5 лет, результаты радиозондирования атмосферы на аэрологической станции Ашхабад за 3 года, обобщенные автором материалы многочисленных министерств, ведомств и предприятий Туркменистана, а также проанализированные и критически просмотренные ' автором данные, опубликованные в различных справочниках, монографиях, бюллетенях и других литературных источниках.

Цель и основные задачи исследования определили необходимость комплексного использования совокупности различных методов. Теоретические и методические подходы их применения содержатся в работах А.Г.Бабаева (1969), Э.Ю.Безуглой (1971, 1986), М.Е.Берлянда (1975, 1985), О.А.Дроздова (1956), Ю.А.Израэля (1978 и др.), Н.В.Кобышевой и Г.Я.Наровиянского (1956), А.Н.Лебедева (1964), Е.С.Рубинштейн (1981), Я.Б.Шор (1962), в многочисленных руководствах и практических рекомендациях.

Научные положения выносимые на защиту и их новизна: 1. Впервые проведены исследования загрязнения воздушного бассейна Туркменистана промышленностью и автотранспортом на примере г. Ашхабада;

2. На основе обработки и анализа фактических данных наблюдений впервые составлены схематические карты распределения концентрации различных вредных загрязняющих веществ в атмосферном воздухе Ашхабада и Бюзмеина.

3. Выявлены климатические особенности и метеорологический потенциал загрязнения и их совокупное влияние на концентрацию и рассеяние вредных примесей в атмосфере.

4. Впервые для Туркменистана составлен кадастр парниковых газов, выбрасываемых в атмосферу транспортом.

5. На основе полученных результатов и анализа национального и мирового опыта по борьбе с загрязнением атмосферного воздуха выбросами предприятий и автотранспорта выбраны наиболее обоснованные методы по снижению загрязнения промышленностью и энергетикой (утилизация попутного газа, перевод тепловых электростанций на экологически более чистое газовое топливо, использование альтернативных энергоносителей - ветровой и солнечной энергии и т.п.), а также разработаны рекомендации технического плана (создание автомобилей на солнечных батареях, замена двигателей, применение катализаторов, перевод автомашин на газовое топливо, производство и широкое использование неэтилированного бензина и т.п.), мероприятия по благоустройству городов (экологическая архитектура, озеленение) и правового характера.

Практическая значимость. В Туркменистане, с обретением независимости и переходом к новым, рыночным условиям устойчивого социально-экономического развития, важное значение придается проблемам экологии и экологического управления, преобразования экологических отношений, формирования здоровой среды обитания населения с учетом специфических климатических условий, его взаимодействия с природой, традициями самобытной национальной

культуры и стандартами общечеловеческой цивилизации. В связи с этим проведенные исследования, полученные результаты и предложенные рекомендации по уменьшению загрязнения атмосферы вредными примесями, способствующие улучшению экологической обстановки в городах имеют большой практический интерес.

Результаты исследования и практические рекомендации, в том числе концепция по охране атмосферног о воздуха переданы для использования в работе структурным подразделениям Министерства охраны природы Туркменистана - Управлению охраны окружающей среды, велаятским управлениям охраны природы, заинтересованным министерствам и ведомствам, хякимликам крупных городов. Их можно рассматривать как методическое руководство к практическим действиям городских хякимликов и ведомственных экологических служб в решении экологических проблем и практических мероприятий в крупных городах Туркменистана. Результаты исследования являются основой государственной экологической программы по охране атмосферного воздуха от загрязнений и станут составной частью разрабатываемого в настоящее время в Туркменистане Национального плана действий по охране окружающей среды.

Публикация и апробация результатов. По теме диссертации опубликовано 7 работ. Основные положения диссертации доложены и обсуждены:

1. На международном семинаре "Состояние и перспектива улучшения водоснабжения и канализации в Дашховузском велаяте", Дашховуз, 5-6 марта, 1996 г.

2. Научная конференция "Сохраним наш край для будущего", посвященная 5-й годовщине Туркменистана. Ашхабад, 4-9 ноября 1996 г.

3. На семинаре-совещании, посвященном Всемирному дню окружающей среды, Ашхабад, 5 июня, 1997 г.

4. Научно-практическая конференция, посвященная Всемирному дню окружающей среды. Ашхабад, 5 июня, 1998 г.

5. Национальная конференция "Актуальные вопросы охраны окружающей среды и устойчивого развития Туркменистана". Ашхабад, 29-30 сентября 1998 г.

6. Международное совещание по сотрудничеству в области снижения трансграничных загрязнений окружающей среды Каспийского моря от промышленных источников. Вена, Австрия, 25-27 ноября, 1998 г.

7. На расширенном научном семинаре Научно-производственного центра экологического мониторинга Минприроды Туркменистана, март 1999 г.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, включающего 105 наименований, в том числе 6 иностранных. Диссертация изложена на 148 страницах, включая: 111 текстовых страницы, 18 таблиц, 19 рисунков и список литературы на 9 страницах.

ГЛАВА 1. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ

С обретением независимости в Туркменистане охрана окружающей среды, рациональное использование природных ресурсов становится одной из актуальных проблем, от правильного решения которой зависит устойчивое развитие экономики страны и благосостояние народа (Курбанов, 1998). В этих условиях проблема охраны чистоты атмосферы, её оздоровления, приобретает важное значение. Загрязнение атмосферы определяется сложными процессами взаимодействия между естественными и антропогенными факторами. В главе рассмотрены элементы физико-географических и климатических условий и их влияние на состояние загрязнения атмосферы вредными примесями.

1.1 Физико-географические условия

Туркменистан расположен в центральной части Евроазиатского континента между широтами 35° 08' и 42° 48' северного полушария и 52° 27' и 66° 41' восточной долготы. На севере Туркменистан граничит с Казахстаном - по уступам кыров спускающихся частей Устюрта на Каракумы и с Каракалпакией, на востоке с Узбекистаном по естественному рубежу - реке Амударье, на юге с Афганистаном по возвышенностям Карабиль и Батхыз и с Ираном по Копетдагу, а затем по руслу реки Атрек, на западе с Ираном, Азербайджаном и Казахстаном по Каспийскому морю. Площадь Туркменистана - 488,4 тыс. км . На обширной территории

страны простирающейся на 1100 км с запада на восток и на 650 км с севера на юг, преобладают песчано-пустынные ландшафты.

По характеру рельефа основная часть территории представляет собой равнину, северную и центральную части которой занимают песчаные пустыни Туранской низменности -Центральные, Заунгузские и Юго-Восточные Каракумы. Песчаными грядами занято 55% площади Туркменистана, волнистой песчаной равниной- 15, солончаками - 5, такырами - 5 и каменистыми горами - 7% (ТСЭ, 1984).

В рельефе Центральных Каракумов преобладают грядовые пески, расчлененные эоловыми процессами. Эти гряды достигают 15-20 м и вытянуты в меридиональном направлении. В межгрядовых понижениях часто встречаются такыры.

Рельеф Заунгузских Каракумов сильно расчленен и образован крупными грядами. Высота их 30-60 м. Абсолютные отметки Заунгузских Каракумов колеблются от 252 м на юго-востоке, до 100 м на севере.

Для Юго-Восточных Каракумов характерны грядово-бугристые и ячеистые формы рельефа, расположенные в различных направлениях. От всей основной территории Каракумов они отличаются большими абсолютными высотами 300 м и более.

На территории страны, наряду со сравнительно небольшими по высоте и площади возвышенностями, как Красноводское плато, Большой и Малый Балхан, располагаются на юге холмогорья и предгорья Парамиза, на крайнем востоке вклинивается отрог Гиссарского хребта - Кугитангтау, на юго-западе - горный хребет Копетдаг (рис. 1).

Рис.1.

Карта Туркменистана

Юго-Восточные Каракумы на юге переходят в холмогорье Бадхыз с максимальными отметками до 1267 м и характерными для него замкнутыми котловинами и холмистую возвышенность Карабиль с высотами до 979 м.

Кугитангтау - самое высокое горное сооружение Туркменистана. Его высота - 3137 м. Хребет сильно расчленен ущельями.

С северо-запада на юго-восток, вдоль южной границы государства, на 500 км вытянуты горы Копетдаг. Максимальная отметка в пределах территории Туркменистана - 2917 м. Рельеф Копетдага сильно расчленен.

Вследствие термических различий между сильно нагретыми пространствами пустынь и прохладной зоны холмогорий и среднегорий - в горах характерны такие виды местной циркуляции, как горно-долинные ветры, фены и сточные ветры. Со стоком холодного воздуха по склонам связано развитие ночных инверсий, а при устойчивом состоянии атмосферы -инверсии оседания. Поэтому, в предгорьях и долинах инверсии в приземном слое образуются значительно чаще, чем над равнинной территорией.

Каспийское и Аральское моря располагаются соответственно на западе и северо-востоке Туркменистана. Влияние этих водоемов хорошо проявляется в режиме температуры, что выражается в снижении ее летом по мере перехода от пустыни к морю и некотором ослаблении низких температур воздуха зимой. Влияние Каспийского моря в теплый период года, при антициклональной погоде в среднем прослеживается до 200-300 км в сторону пустынь, чем