vlsu.rufhe.vlsu.ru/files/ekologia/sbor_erb6.pdfУДК 556 ББК 26.222.5л0 Э 40 Э40...

ЭКОЛОГИЯ РЕЧНЫХ БАССЕЙНОВ

ЭРБ – 2011

VI МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ

КОНФЕРЕНЦИЯ

14-16 сентября 2011 года

ТРУДЫ

ECOLOGY OF THE RIVER`S BASINS

ERB – 2011

VI INTERNATIONAL

SCIENTIFIC CONFERENCE

(September, 14-16, 2011)

PROCEEDINGS

ВЛАДИМИР VLADIMIR

2011

УДК 556

ББК 26.222.5л0

Э 40

Э40 Экология речных бассейнов: Труды 6-й Междунар. науч.-практ. конф. /

Под общ. ред. проф. Т.А. Трифоновой; Владим. гос. ун-т. им. А.Г. и Н.Г.

Столетовых, Владимир, 2011. – 466 с.

ISBN

Публикуются труды VI конференции «Экология речных бассейнов», прошедшей

14-16 сентября 2011 года во Владимирском государственном университете имени

Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых.

На конференции представлено более 100 докладов от вузов и научно-исследо-

вательских институтов России, Германии, Китая, Франции, Швеции, США, Сирии,

Украины, Армении.

Рассмотрен широкий круг вопросов: речной бассейн как фундаментальная

биосферная геосистема, ландшафты и землепользование, оценка рисков негативного

воздействия и здоровье населения, информационные технологии и моделирование,

водопользование – управление, оптимизация, охрана, экологическое образование.

Ил. 93. Табл. 93.

УДК 556

ББК 26.222.5л0

Труды изданы в авторской редакции.

Конференция проводится при поддержке Российского Фонда Фундаментальных

Исследований (грант № 11-05-06088-г).

ISBN

© Владимирский государственный

университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых, 2011

СОДЕРЖАНИЕ

3


СЕКЦИЯ 1. РЕЧНОЙ БАССЕЙН КАК ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ БИОСФЕРНАЯ ГЕОСИСТЕМА……………………………………….

11

1. Асеева Е.Н., Беляев Ю.Р., Маркелов М.В., Голосов В.Н. Ретроспективный геохимический анализ пойменных почв в бассейне малой реки с использованием 137СS …………………………

11 2. Богатырев Л.Г., Иванов А.В., Тюлюбаева И.И., Ладонин Д.В., Карпухин М.М. Сегрегация железа как одна из форм отражения современных и прошлых режимов пойменных ландшафтов ………...

15 3. Борисова Е.А., Шилов М.П., Цадкина А.А., Сергеев М.А. Флора

пойменных озер Оки Меленковского района Владимирской области.

20 4. Васильев А.Н., Трифонова Т.А. Палеогеографические условия на

территории бассейна реки Клязьма ...…………………………………..

24 5. Винокуров И.Ю., Кузнецова А.В., Осипова М.В., Турне Л.А.

Экологическое состояние локального бассейна рек Каменка-Мжара..

31 6. Григорьян Б.Р., Кулагина В.И. Островные экосистемы как

компонент экосистемы Куйбышевского водохранилища ……………

36 7. Горбатов Е.С., Рассказов А.А. Перспективы применения анализа

донных отложений при изучении геоэкологических условий старичных озер (на примере Московского региона) ………………….

41 8. Добровольский Г.В., Балабко П.Н., Трифонова Т.А. Роль речных

долин в народном хозяйстве и биосфере Земли ………………………

44 9. Исаев В.А., Гончаров А.В. Особенности формирования речных

экосистем в бассейне Оби ………………………………………………

48 10. Кочуров Б.И., Лобковский В.А., Смирнов А.Я. Эффективное

сбалансированное природопользование: структура, критерии, управление ……………………………………………………………….

52 11. Лавров И.А. Экологические комплексы видов ручейников

(Nexapoda:Trichoptera), совместно обитающих в разнотипных водоемах бассейна реки Клязьмы ……………………………………...

59 12. Мерцалов И.М. Геотектоническая роль речных бассейнов ………… 62 13. Полякова С.А. Биогеохимические особенности макрофитов в

устьевой области Волги ………………………………………………...

66

VI МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ «ЭКОЛОГИЯ РЕЧНЫХ БАССЕЙНОВ»

4

14. Самонова О.А., Асеева Е.Н. Валовые и подвижные формы металлов в почвах малых эрозионных форм бассейна р.Протва ………………..

72

15. Снытко В.А., Широкова В.А., Низовцев В.А., Фролова Н.Л., Озерова Н.А. Долина реки Сухоны на Русском севере: ландшафты, природопользование …………………………………………………….

76 16. Устинов М.Т., Магаева Л.А., Глистин М.В. Эколого-функцио-

нальная диагностика речных бассейнов методом трансект-катен …...

80 17. Чеснокова С.М., Злывко А.С. Оценка уровня загрязнения донных

отложений р.Содышка и их роли в самоочищении экосистемы водотока ………………………………………………………………….

84 18. Чеснокова С.М., Савельев О.В. Оценка кислородного режима и

уровня загрязнения органическими веществами и самоочищающей способности реки Каменка в осенне-зимний период …………………

88 19. Чеснокова С.М., Савельев О.В. Уровень эвтрофикации и

самоочищающая способность малых рек урбанизированных территорий на примере реки Каменка …………………………………

92

20. Швейкина В.И. Тепловая неустойчивость режима испарения речных бассейнов, ведущая к хаотизации речного стока …………….

96

СЕКЦИЯ 2. ЛАНДШАФТЫ И ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЕ ……………. 102 1. ZHANG Yao-sheng Ecological construction strategy of the upper Yellow

river grassland …………………………………………………………….

102 2. Андрианов Н.А., Омехина А.И. Биологическое разнообразие

Владимирской области (оценка и проблема сохранения) ……………

105 3. Андрианов Н.А., Симаков П.Д. Сохранение биоразнообразия на при-

мере развития Бахтинского охотхозяйства Владимирской области ....

110 4. Балабко П.Н., Снег А.А. Морфоаналитическая диагностика

целинных и пахотных почв долго- и краткопоемных пойм лесной зоны (на примере долин рек Оби и Оки). Проблемы классификации аллювиальных почв таежно-лесной зоны ……………………………...

114 5. Винокуров И.Ю. Особенности распределения параметров

элементарных ареалов ландшафтов в пространстве криволинейных почвенных тел …………………………………………………………...

120 6. Волкова Н.И. Ландшафтные особенности бассейна реки Керженец ... 124


5

7. Гришина А.В., Иванова Ю.А., Баринова К.Е. Мониторинг плодородия пахотных почв Владимирского ополья ………………….

128

8. Журавлева А.Г., Сахно О.Н. Нитрифицирующая активность как показатель самоочищения почв города Владимира ……………………...

132

9. Калинина Т.Э., Князьков И.Е. Рекреационная оценка территории пос. Юрьевец с целью её оптимизации средствами ландшафтного планирования …………………………………………………………….

136 10. Комарова Н.А., Баринова К.Е. Радиоэкологическая характеристика

почв сельскохозяйственных угодий Владимирской области ………...

141 11. Комаров В.И., Пивень В.С., Баринова К.Е. Характеристика

пахотных почв Владимирской области по содержанию кадмия ……..

145 12. Лаптева Е.М. Ландшафтное проектирование городских

территорий в долинах малых рек ………………………………….…...

150 13. Плеханова О.Н., Сахно О.Н. Оценка состояния почв рекреационных

зон г. Владимира с использованием методов биологической диагностики ……………………………………………………………...

153 14. Пронина Е.Л., Любишева А.В. Оценка рекреационного потенциала

Владимирской области: социально-экологический аспект …………..

157 15. Репкин Р.В., Крашенинников И.Н., Митрофанов С.В. Экологичес-

кие аспекты организации и ведения охотничьего хозяйства во Владимирской области ………………………………………………….

161 16. Рябинина З.Н., Маханова Г.С. Лесная растительность широтного

отрезка поймы р.Урал …………………………………………………...

165 17. Сиротин А.А., Любишева А.В., Пронина Е.Л. Особенности

естественного рельефа урбанизированной территории (на примере г. Владимира) ……………………………………………...

168 18. Тимофеев А.А. Восстановление осушенных болот ………………….. 171 19. Торосян Н.С. Загрязнение почв и агрокультур в зоне техногенеза

химического завода «Наирит» ………………………………………….

175 20. Трифонова Т.А., Быкова Е.П., Матекина Н.П., Буйволова А.Ю.

Влияние антропогенного фактора на формирование растительных сообществ природно-исторического парка «Кузьминки-Люблино» и заказника «Долина реки Сходни в Куркино» г.Москва ………………

180


6

21. Унанян С.А., Мкртчян А.Л., Унанян А.С. Влияние минеральных удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур и накопление в них тяжелых металлов в условиях загрязненных почв .

184 22. Унанян С.А., Мкртчян А.Л. Содержание тяжелых металлов в

почвах окрестностей автомагистрали Ереван-Ерасх ………………….

186 23. Феоктистова И.Д. Ферментативная активность как один из

показателей диагностического мониторинга загрязнения почв урболандшафтов ………………………………………………………...

190 СЕКЦИЯ 3. ОЦЕНКА РИСКОВ НЕГАТИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ И ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ …………………………………………..

193

1. Dr. Said Nedal Биологическая устойчивость сальмонелл брюшного тифа к антибиотикам ……………………………………………………

193

2. Kergaravat Olga Waste in France: new data …………………………….. 198 3. Алхутова Е.Ю., Трифонова Т.А. Предельно допустимая нагрузка в

системе «гальваношлам-почва-луговая растительность» …………….

201 4. Воронич С.С., Тимощук С.П., Пухова А.А., Шадская Ю.С., Хлопаев А.Г. Исследование уровня загрязнений водоохраной зоны Клязьминского водохранилища ………………………………………..

209 5. Груздева Т.А., Ильина М.Е. Разработка системы управления

отходами для муниципального образования (на примере Гусь-Хрустального района) …………………………………………………...

217 6. Джугарян О.А., Торосян Н.С. Фитоиндикация и биомониторинг

загрязнений промышленных территорий Армении …………………..

220 7. Дюков В.В., Трифонова Т.А. Фотолихеноиндикация экологической

обстановки города Мурома Владимирской области …………………

224 8. Каторова Ю.Г., Ильина М.Е. Экологический аудит системы

экологического менеджмента промышленного предприятия ………..

227 9. Каширкина Е.Е., Селиванова Н.В. Утилизация шламов

гальванического производства …………………………………………

231 10. Киреев В.В., Селиванова Н.В. Оценка воздействия на окружающую

среду станции перекачивания нефтепродуктов ……………………….

233 11. Комарова Н.А., Баринова К.Е., Пожиган К. Транслокация свинца

в овощные культуры …………………………………………………….

238


7

12. Кулагина Е.Ю., Краснощёков А.Н. Определение влияния климатических и биоклиматических условий на заболеваемость болезнями нервной системы населения ЦФО РФ …………………….

243 13. Кулагина Е.Ю., Краснощёков А.Н. Оценка индекса патогенности

погоды на территории ЦФО РФ ………………………………………..

247 14. Лапшина М.В., Селиванова Н.В. Нормативы образования отходов и

лимиты на их размещение ………………………………………………

250 15. Лисятникова А.С., Трифонова Т.А., Ильина М.Е. Экологический

менеджмент в агропромышленном комплексе ………………………..

256 16. Мищенко Н.В., Рюмина Е.А., Климов И.А. Оценка адаптационных

возможностей студентов, обучающихся на начальных курсах в вузе .

260 17. Назарова Л.Е. Комфортность климата Карелии для проживания и

летнего туризма ………………………………………………………….

263 18. Рязанцева О.Н., Ширкин Л.А., Трифонова Т.А. Метод и математи-

ческая модель оценки неканцерогенных рисков хронических эффектов в результате загрязнения нитратами питьевой воды (на примере Владимирской области) …………………………………..

266 19. Сальникова Н.В., Мельникова Н.В. Состояние окружающей среды

в местах размещения ртутьсодержащих отходов ……………………..

272 20. Селиванова Н.В., Папушева Е.В., Селиванова Е.Ю. Здоровье

населения и качество питьевой воды …………………………………..

276 21. Тропман Э.П., Тусупбаев Н.К., Бокарева Е.А. Обогащение

труднообогатимых полиметаллических руд с применением нового реагента-пенообразователя ……………………………………………..

283 22. Чеснокова С.М., Мешкова С.В. Оценка антропогенной

трансформации почв в зоне влияния птицефабрик …………………...

290 23. Чеснокова С.М., Фокина Д.П., Курицына Т.Н. Оценка качества и

безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов во Владимирской области ………………………………………………….

294 24. Шилова Н.А., Рогачева С.М. Сочетанное действие биогенных

металлов и миллиметрового излучения на Daphnia Magna …………..

300 25. Ширкин Л.А., Кошман В.А., Трифонова Т.А. Энтропийный подход

к оценке критических нагрузок на биотические системы ……………

303


8

26. Ширкин Л.А., Селиванова Н.В. Разработка технологических схем обезвреживания жидких отходов сложного состава для малых производств ……………………………………………………………...

306 27. Ширкин Л.А., Трифонова Т.А., Кошман В.А., Краснощёков А.Н.

Оценка техногенной трансформации почвенного покрова с применением анализа магнитной восприимчивости почв ……………

310 28. Яблокова И.С. Риск поступления свинца в организм детей с пищей. 321 29. Яшин В.М. Анализ экологических опасностей при эксплуатации

гидромелиоративных систем …………………………………………...

326 СЕКЦИЯ 4. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И

МОДЕЛИРОВАНИЕ …………………………………………………..

330 1. Гречушникова М.Г. Моделирование гидрологического режима

водохранилищ в случае глобального потепления …………………….

330 2. Краснощёков А.Н. Разработка трёхмерной геологической модели

территории бассейна реки Клязьма …………………………………….

335 3. Краснощёков А.Н., Салякин И.Е., Larissa Yagolnitzer. Статистическая

обработка данных анкетирования по факторам комфортности проживания населения ………………………………………………….

339 4. Низовцев В.А. Исследование динамики природопользования и

геоэкологического состояния старообжитых территорий с помощью ГИС-технологий …………………………………………………………

343 5. Умывакин В.М., Иванов Д.А., Матвиец Д.А. Геоинформационно-

аналитические технологии интегрального районирования региона по уровню экологической опасности территорий речных бассейнов .

349 6. Фарафонов А.И., Телегина М.В. Структура и функции системы

определения взаимосвязи пространственно-распределенных данных.

353 7. Щукин О.П., Янников И.М. База данных основных загрязнителей,

выбрасываемых промышленными предприятиями …………………...

357


9

СЕКЦИЯ 5. ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ: УПРАВЛЕНИЕ, ОПТИМИЗАЦИЯ, ОХРАНА ………………………………………….

361

1. J. Dueck. Using the fish-hook effect in water purification by a hydrocyclone ……………………………………………………………...

361

2. Алексеевский Н.И., Власов Б.Н., Нестеренко Д.П. Особенности затопления речных пойм в Волжском бассейне ………………………

365

3. Буковский М.Е., Коломейцева Н.Н. Геоэкологическая оценка состояния реки Цны в среднем течении ……………………………….

369

4. Буркина В.Л., Короткова А.А. Биоиндикация и биотестирование р. Упа в створе сброса промышленных сточных вод …………………

373

5. Васильева Е.Ю., Рассказов А.А. Родники как индикаторы антропо-генного загрязнения при геоэкологическом мониторинге озёр ……...

377

6. Киреева И.Ю. Принципиальная основа экологической оценки воздействия гидротехнического строительства на водные экосистемы ………………………………………………………………

381 7. Крамчанинов Н.Н., Галыгин В.А. Анализ состояния поверхностных

вод бассейна реки Северский Донец на территории Белгородской области за последние сто лет …………………………………………...

384 8. Мигачёв А.А. Применение форм государственно-частного партнерст-

ва в региональном управлении охраной окружающей среды ………..

387 9. Митрофанова Е.А., Амелин В.Г., Гусакова Н.Н. Скрининговое

изучение ионного состава малых рек бассейна Суры в Пензенской области …………………………………………………………………...

395 10. Санин А.Ю. Береговые морфосистемы Крыма как объект

управления ……………………………………………………………….

397 11. Сапунов В.Б., Шилин М.Б. Тихвинская водная система как объект

водопользования ………………………………………………………...

399 12. Селиванова Н.В., Костерина Ю.А., Трифонова Т.А. Утилизация

гальваношламов …………………………………………………………

401 13. Спирина М.М., Селиванова Н.В. Очистка сточных вод

гальванического производства …………………………………………

404 14. Фролов В.И., Крупняк Л.А., Шапошник С.Н., Шапошник Ю.Н.

Использование шахтной воды при приготовлении закладки на горнодобывающих предприятиях ……………………………………...

409


10

15. Чеснокова С.М., Фадеева Е.П. Оценка качества воды, потребляемой жителями Владимирской области ……………………..

413

16. Шереметьева Ю.А. Фильтрационные мембраны …………………… 420

СЕКЦИЯ 6. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ …………………… 423 1. Волкова Н.И. Трудности экологического образования ………………. 423 2. Карапетян К.О. В поисках устойчивого развития. Экологический

след как инструмент построения модели будущего …………………..

431 3. Князьков И.Е., Любишева А.В. Инновационные формы контроля

знаний и умений по экологии в вузе …………………………………...

440 4. Масленникова Н.Н. Практическая составляющая в экологическом

образовании инженеров ………………………………………………...

446 5. Митрофанова Е.А., Гусакова Н.Н. Формирование экологической

культуры школьников при изучении рек бассейна Суры …………….

450 6. Репкин Р.В., Яковлева К.С. Разработка экологических троп

окрестностей г. Владимира к учебно-полевым практикам студентов-экологов ВлГУ ………………………………………………

452 7. Рябцов С.Н., Семенова Н.В. Роль экологического образования в

воспитании подрастающего поколения ………………………………..

456 8. Слепухин А.Ю., Рогачева С.М., Шилова Н.А. Международное

сотрудничество в разработке магистерской программы по экологии .

458 9. Трифонова Т.А., Ковалёва Е.В. Обзор научно-исследовательского

автоматизированного комплекса установок очистки воды для учебных и научных целей ………………………………………………

462

СЕКЦИЯ 1. РЕЧНОЙ БАССЕЙН КАК ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ БИОСФЕРНАЯ ГЕОСИСТЕМА

11


РЕТРОСПЕКТИВНЫЙ ГЕОХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПОЙМЕННЫХ ПОЧВ В

БАССЕЙНЕ МАЛОЙ РЕКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ 137CS Е.Н. Асеева, Ю.Р. Беляев, M.B. Маркелов, В.Н. Голосов

МГУ им. М.В. Ломоносова, г.Москва, Россия Present-day changes in land use, which take place in a small river basin, may be

found in geochemistry of the correspondent floodplain soils. This problem was investigated with the example of a small rural drainage basin (S=126 km2), located in chernozemic zone of Central Russia. The catchment is adjacent to iron-ore mining area and represents a typical agricultural ecosystem, liable to soil erosion. 3 profiles of floodplain soils located in different parts of the Chern river valley were studied and sampled in 2008. On the basis of 137Cs depth distribution curve 4 periods of sediment accumulation were distinguished: 1986-2008; 1964-1986; 1964-1958 and before 1958. Geochemical analysis of sediments ascribed to different periods has indicated that late 1950s and early 1960s, characterized by maximum erosion, intensive use of various chemicals in agriculture and ore-mine development in the region, can be considered as the most dramatic in terms of pollutant input to floodplain soils. This is especially true for arsenic and the elements of chalchophile and siderophile groups.

Водосборы малых рек в сельскохозяйственных регионах являются

удобными объектами для изучения эрозии. В них подробно рассматри-ваются закономерности перераспределения вещества на склонах, проводит-ся оценка накопления наносов в долинах, анализируется динамика доставки наносов в днища долин в связи с изменениями климата и характера землепользования. В последнее время для количественной оценки интенсивности механической миграции вещества в таких исследованиях применяются различные маркеры – радиоизотопы естественного, а чаще искусственного происхождения, в частности, изотоп цезия-137 (137Сs), появившийся в атмосфере в результате глобальных выпадений в период испытания ядерного оружия и аварии на Чернобыльской АЭС. Сопряженный анализ вертикального распределения радиоактивного цезия-137 (137Сs) и дифференциации верхней толщи пойменных почв по


12

содержанию металлов – одна из задач настоящего исследования. Такой подход дает возможность проследить не только темпы аккумуляции наносов на пойме в полувековой ретроспективе, но и выявить особенности их геохимии, связав их с источниками наносов, характером землепользо-вания или этапами освоения изучаемой территории.

В качестве объекта исследования был выбран бассейн малой реки в зоне радиоактивного следа от аварии на Чернобыльской АЭС, в одном из агропромышленных регионов центральной России. Исследовалась верхняя часть бассейна реки Чернь площадью 126 км2 к северу от трассы Железно-горск-Тросна на границе Курской и Орловской областей. Благодаря высокому плодородию почв данная территория длительное время интен-сивно распахивалась, что привело к ускоренным темпам эрозии почв и накоплению достаточно мощного слоя аллювиальных наносов в долине реки. Максимальное освоение данной территории относится ко второй половине XX века. В это время около 80% площади бассейна было занято пашней. Одновременно, начиная с начала 60 годов прошлого столетия, на прилегающей территории началась добыча железной руды в одном из крупнейших карьеров КМА – Михайловском, выступающего в роли источника локального аэрогенного загрязнения района исследования. В пе-риод 1990-2000 гг. происходило забрасывание пашни. К настоящему време-ни сельскохозяйственные угодья составляют 60-65% от площади бассейна.

Для ретроспективной геохимической оценки состояния бассейна в 2008 году изучались аллювиальные почвы. Разрезы в днище долины для послойного отбора проб закладывались на удалении нескольких километров друг от друга в верхнем, среднем и нижнем створах реки. Все разрезы располагались на типичных участках основной части поймы с высотами 1,5-2,0 м над меженным урезом воды, вне понижений рельефа. В этих условиях сформировались аллювиальные дерновые карбонатные почвы с мощным гумусовым горизонтом. Послойные пробы отбирались с шагом 2 см на всю глубину гумусового горизонта (60 см).

Последующее определение в послойных пробах содержания изотопа 137Cs позволило получить эпюры его вертикального распределения. В большинстве случаев, отчётливо выделяются максимумы содержания 137Cs, соответствующие пиковым выпадениям в 1964 и 1986 гг. и частично в 1958 г. таким образом, было выделено 4 периода накопления наносов:


13

современный (1986-2008гг.), аграрно-индустриальный (1964-1986гг.), ран-ний индустриальный (1958-1964гг.) и аграрный (до 1958г.).

Для геохимической характеристики наносов в отобранных пробах было изучено валовое содержание Fe, Mn, Cu, Co, Zn, Pb, Сd, As и V. В табл. 1 приведены средние значения содержания данных элементов в контексте их сравнения с аналогичными данными по другим долинам рек Среднерусской возвышенности и речным бассейнам Западной Европы. Анализ этих данных указывает на более низкий геохимический фон по сравнению с бассейнами рек Западной Европы и отсутствие сильного загрязнения в изучаемом бассейне. Превышения по ПДК наблюдаются лишь в единичных пробах у Zn и As. В долинах других рек Среднерусской возвышенности, в которых отсутствует комплексное загрязнение водосбо-ров, для верхней толщи почв характерны еще более низкие содержания Cr, Cu и особенно Pb и As.

Таблица 1 Содержание химических элементов1 в пойменных почвах Западной

Европы, долин рек Среднерусской возвышенности и бассейна р.Черни и допустимые концентрации.

Эле

мент

ы

ПДК (OДК)2

Пойменные наносы

Европа3

Долина р. Чернь кол-во проб,

n=23

Днища долин Среднерусской

возвышенности, n=35 сред. макс. сред. макс.

Mn 1500 542 449 929 494 782 Cu 55 17 15 27 12 16 Zn 100 65 44 120 41 55 Pb 30 22 15 21 10 12 Ni 85 23 18 33 19 25 Co (30-40) 7 6 11 7 9 V 150 56 35 60 35 49 Cd (2) 0,3 0,15 0,26 0,14 0,23 Cr (100-200) 60 32 55 25 36 As (10) 6 5 14 3 4,8

1 Метод определения по всем бассейнам - ICP-MS (за исключением Мn - XFS). 2 ПДК – предельно допустимые концентрации, в скобках - ОДК – ориентировочно-допустимые концентрации. 3 Данные Геохимического атласа Европы (Geochemical Atlas, 2006).


14

Анализ вертикального распределения элементов в опорных разрезах был направлен на выявление периодов накопления наносов с повышен-ными концентрациями тех или иных элементов. Установлено, что к периодам наибольшей распашки и интенсивной химизации сельского хозяйства (конец 50-х – начало 60-х прошлого века) приурочены максиму-мы содержаний As в пойменных разрезах на всех участках пойм. Наиболь-шие отличия в содержании As между слоями разного возраста наблюдают-ся в почвах верхнего створа реки, где различия в концентрациях этого элемента достигает почти 80% (рис. 1). В отношении других элементов контраст-ность и характер распределения металлов в почвах зависит от положения разрезов в долине. В верхнем и среднем створе долины, наиболее удаленных от источников аэрогенного воздействия, валовое содержание многих металлов (Fe, Ni, Cr, V, Co, Cu, Pb) в верхней 60-см толще почв варьирует слабо, за исключением Сd и Zn, накапливающихся (Ка=1,3) в осадках современного периода (1986-2008 гг.).

Разрез в верхнем створе

Разрез в нижнем створе

Рис. 1. Содержание мышьяка (мг/кг) в разрезах аллювиальных почв

В нижнем течении реки неконтрастный характер распределения в

вертикальном профиле почв сохраняется только для валовых форм Pb. У сидерофильных и халькофильных элементов – Fe, Со, Ni, Cr, V; Сu, Pb, Cd и As – отмечается повышение концентраций в нижних горизонтах, что может указывать на заметную роль техногенной пылевой составляющей в наносах раннего индустриального периода (конца 50-х начала 60-х годов) в связи с проведением буровзрывных работ, увеличением пылевых выбросов и максимальным распространением пылевых ореолов загрязнения в период начального освоения Михайловского месторождения железных руд.


15

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют, о том, что наиболее критическим временем с точки зрения поступления загрязняющих веществ в ландшафты бассейна является середина прошлого столетия, отмеченная интенсификацией сельского хозяйства и началом индустриаль-ного развития региона. В последние годы проявляется тенденция снижения концентраций загрязняющих веществ и их запасов в связи с ослаблением действия антропогенного фактора и уменьшением темпов эрозии и доставки наносов в днище долины.

СЕГРЕГАЦИЯ ЖЕЛЕЗА КАК ОДНА ИЗ ФОРМ ОТРАЖЕНИЯ СОВРЕМЕННЫХ

И ПРОШЛЫХ РЕЖИМОВ ПОЙМЕННЫХ ЛАНДШАФТОВ Л.Г. Богатырев, А.В. Иванов, И.И.Антонова, Д.В. Ладонин, М.М. Карпухин

МГУ им. М.В. Ломоносова, г.Москва, Россия Within the flood-land landscapes boundaries various types of iron segregation

can be found. New formations have differences both in their morphological properties and chemical components. In this article authors point out, that maximal level of iron segregation is highly correlated with transitional Н-Са landscape types. To a less degree this process flows when calcium has significant presence. New formations reflect both contemporary and relict flood-land processes.

Пойменные ландшафты в своем почвенном покрове и формах

сегрегации железа отражают как современные, так и прошлые почвенные режимы. Исследование пойменных ландшафтов реки Клязьма в пределах Солнечногорского района Московской области показало, что обнаружи-ваются довольно разнообразные формы сегрегации железа, отличающихся по условиям образования, морфологии и геохимическим характеристикам.

Первая форма сегрегации железа – его выпадение в условиях лугово-болотных окарбоначенных почв, подстилаемых с глубины сильно разложившимся торфом, которые формируются в условиях узкой полосы поймы, приуроченной к ее краевой части, вплотную примыкающей к склону первой террасы. Обычно эти почвы вскипают с поверхности, а характерная слоистость всего почвенного профиля, включающая в себя чередование карбонатных слоев с охристыми и окрашенными в темные


16

тона прослойками, вероятно, обогащенные органикой, свидетельствует о смене в прошлом различных условий осадконакопления и водного режима. Профиль с глубины 100 см подстилается хорошо разложившимся торфом. Верховодка обнаруживается на этой же глубине. Таким образом, карбонат-ность, обнаруженная в пределах краевой части поймы, является одной из важнейших черт описываемого элементарного ландшафта. Но, несмотря на высокую карбонатность, значительной сегрегации железа здесь не отмечено.

Второй вид сегрегации относится к традиционным для южно-таежной подзоны видам скопления железа в виде ортштейнов, разнооб-разных по внешнему габитусу, формам выделения, окраске, размерностям и мощности выделения. Наиболее интересные формы были обнаружены в условиях дерново-луговых почв, в профиле которых отмечено максимальное накопление ортштейнов по сравнению с другими участками поймы. Первое, что обращает на себя внимание – это относительно высокая доля ортштейнов в самом верхнем дерновом горизонте с закономерным снижением вниз по профилю. Второе – это высокий уровень магнитной восприимчивости (табл. 1), который хорошо сочетается в высокой долей магнитных фракций.

Таблица 1 Удельная магнитная восприимчивость и содержание конкреций

в дерново-луговой почве (пойма реки Клязьма) Горизонт Глубина,

см χ,

10-6 cм3/г % конкреций

от почвы Доля магнитных

конкреций от общего содержания, %

Ad 0-5 165±10 4,71 6,32 A1 май.20 218±6 7,8 11,91 A’ 20-35 218±10 5,57 8,99

Bg,fe 35-47 133±13 1,4 0,55 C1g 47-64 118±8 0,05 Не обн. C2g 64-93 114±8 0,09 Не обн. D1 93-… 165±8 Не обн. Не обн.

В-третьих, показано, что в самых нижних слоях, фактически мате-

ринской породы, представленной аллювиальными отложениями, обнаружи-


17

ваются типичные роренштейны, довольно редкие, но относительно хорошо сформированные. Надо отметить, что и несколько выше в профиле этой почвы обнаружены мелкие тонкие трубчатые роренштейны, заполненные изнутри хорошо отмытыми зернами кварца.

Детальное исследовании ортштейнов показало, что в верхних горизонтах они довольно разнообразны по окраске – от буроватых до охристых и более темных тонов. По форме ортштейны также довольно различны – от редких типично округлых до преобладающих продолго-ватых. Поверхность ортштейнов различается – от редко встречающей ровной – до преобладающей неровной поверхности, с нередкими углублениями и кавернами, которые почти всегда заполнены различным материалом – от отмытых зерен кварца – до буровато-охристого тонкого материала. Внутренне строение ортштейнов характеризуется широким спектром окраски – от типичных охристых тонов – до буровато-землистых и черных тонов, иногда с типичным стальным блеском.

Третий тип сегрегации железа – относится к найденным нами отдельных сохранившихся зон накопления болотной руды, обнаружива-емых в пределах транзитно-аккумулятивных ландшафтов, контактирую-щим с собственно поймой. Болотная руда представляет собой сегрегацию отдельных мелких не более 3 мм продолговатых отдельностей, которые довольно плотно сцементированы. Между первоначальными агрегатами обнаруживается охристо-рыжеватый материал, который занимает прост-ранство между ними. При раздавливании на сколе агрегатов обнаружива-ются черный стальной блеск.

Четвертый тип сегрегации железа также обнаруживается в смежных с пойменными ландшафтами с заболоченными елово-березовыми лесами (6Е3Б1Ол). Наземный покров здесь довольно сложный и представляет собой сочетание мертво-покровных участков, сфагновых и осоковых парцелл. Очевидно, это обусловливает неравномерность мощнос-ти торфа, которая, например, в межкроновых пространствах достигает 50 см, тогда как в других может составлять до 65 см. Уровень верховодки обнаруживается на глубине 30 см. Кроме того, здесь наряду с обычными торфяно-глеевыми почвами, обнаруживаются участки с обильным уровнем сегрегации железа. Характерной чертой является то, что на глубине 30 см обнаруживается довольно плотный сцементированный горизонт ярко-охристого цвета, который по мере высыхания сменяется бурыми тонами с


18

хорошо выделяемыми после высушивания мелкими железистыми конкре-циями. Обращает на себя внимание их высокая агрегированность, которая проявлялась при сухом фракционировании сцементированных горизонтов. Обычно это мелкие, слегка вытянутые, нередко угловатые конкреции охристых тонов.

Пятый тип сегрегации железа встречается в пределах пойменных ландашфтов, но приурочен к переувлажненным участкам, богатых органи-ческим веществом. Обычно это хорошо сформированные довольно круп-ные роренштейны, которые подчас являются преобладающими. Кроме них встречаются конкреции, характеризующиеся аморфным строением, без упорядоченных мелких агрегатов. Как правило, они буроватых тонов, с охристой цементирующей массой, довольно прочные. На сколах хорошо виден ячеистый излом, после обработки соляной кислотой обнажается черная гладкая поверхность.

Определение коэффициентов заболоченности по соотношению железа к марганцу в профиле дерново-луговой почвы показывает, что эти величины закономерно снижаются от верхних гумусово-аккумулятивных горизонтов к материнской породе.

С одной стороны изменение коэффициента заболоченности в пределах 8-18 не позволяет относить эти почвы к сильно переувлажненным вариантам. В пользу этого обстоятельства свидетельствует и высокая продуктивность травянистой растительности. С другой стороны, отмеча-емое в нижней части оглеение проявляется в недостаточной степени, для значимого увеличения коэффициента заболоченности. Отметим, что вся территория поймы в настоящее время частично осушена сетью канав, а существующий режим, очевидно, обеспечивает не столь сильный гидро-морфизм, чтобы коэффициент заболоченности стал большим.

Анализ болотной руды показал, что абсолютные величины содержания кислоторастворимого железа и марганца составляют одного порядка с тем, что было установлено для ортштейнов дерново-луговой почвы (рис. 1). Однако проведение подобного анализа в многочисленных стяжениях и роренштейнов, обнаруженных в вывалах дренажных канав, показало, что при близком с ортштейнами почв содержании железа в них, концентрация марганца несколько снижена. При сохранении одного уровня в содержании марганца в современном «ржавце», собранном нами в месте выклинивании ручья в пойме Клязьмы, концентрация железа в них почти в


19

два раз выше. Наивысшее соотношение железа к марганцу, как и следовало, ожидать обнаружено в современных выпадающих гелях железа («ржавце»), что чрезвычайно близко и для роренштейнов поймы. Отметим, что ручей, в зоне которого анализировался «ржавец», как раз и является одним из источников поступления железа и марганца в пределы поймы, что, вероятно, служит источником для формирования роренштейнов и других стяжений.

Рис. 1. Отношение железа к марганцу в различных типах новообразований

Ортштейны: 1 – гор. Ад; 2 – гор. А1; 3 – Вg –дерново-луговая почва; 4 – болотная руда; 5 – роренштейны; 6 – свежевыпавшие гели железа («ржавец») в ручье,

выклинивающимся в пойме

Таким образом, разнообразие форм сегрегации железа свидетельст-вует о высокой контрастности режимов, свойственных изученной пойме реки Клязьмы и соседствующих с нею склоновых участках первой террасы. На участке транзитно-аккумулятивных ландшафтов заболоченных лесов и собственно поймы происходит закономерное изменение типологии ландшафта – от Н-Са типа к Са-типу. Частичное осушение поймы, очевидно, привело к уменьшению уровня современной сегрегации железа, но существующий уровень гидроморфизма очевидно относительно благоприятен для сохранения сегрегированных форм железа, значительную часть которых следует рассматривать как реликтовые. В тоже время существуют и явно современные типы сегрегации, к которым в первую очередь следует отнести выпадения в зоне пойменного ручья.


20

Рис. 2. Соотношение участия кальция и уровней накопления новообразований

железа в почвах

Очевидно, что условия осаждения железа и сопутствующих ему элементов контролируется не только переменным окислительно-восстановительным режимом, но и уровнем карбонатности, который следует рассматривать как сопутствующий фактор, способствующий сегрегации железа, с ее максимальной выраженностью в ландшафтах Н-Са типа и снижением этого процесса в ландшафтах Са-типа.

ФЛОРА ПОЙМЕННЫХ ОЗЕР ОКИ МЕЛЕНКОВСКОГО РАЙОНА

ВЛАДИМИРСКОЙ ОБЛАСТИ Е.А. Борисова1, М.П. Шилов2 , А.А. Цадкина3, М.А. Сергеев4

1Ивановский государственный университет, г.Иваново, Россия 2Шуйский государственный педагогический университет, г.Шуя, Россия

3 Владимирский гуманитарный университет, г.Владимир, Россия 4 Дирекция по особо охраняемым природным территориям

Владимирской области, г.Владимир, Россия

Results of the flood Oka’s lakes flora researches are given. Some flood Oka’s lakes are characterized briefly. Data on the rare and endangered plant species (e.g. Lycopus exaltatus, Myriophyllum verticillatum, Nymphaea candida, Ranunculus lingua) are presented. New records of relict species – Trapa natans in 9 Oka’s flood lakes of Vladimir region are reported. Oka’s flood flora is transformed anthropogenically, alien plant species (Bidens frondosa, Echynocystis lobata, Elodea canadensis, ect.) invaded in to different types of the natural communities. The problems of the conservation Oka’s flood landscape are discussed.


21

Поймы рек, несмотря на значительно меньшие размеры по сравнению с водоразделами, характеризуются высоким биологическим разнообразием. Это обусловлено неоднородностью рельефа, различными условиями увлажнения, мозаичностью почв. Пойменные ценозы отличаю-тся не только богатством, но и участием многочисленных редких, уязвимых видов. Поэтому изучение пойменных экотопов тесно связано проблемами охраны природы и продолжает оставаться одним из актуальных направлений эколого-биологических исследований.

Ока – крупнейшая река Владимирской области (протекает на протяжении 157 км), правый приток Волги. Рельеф ее поймы – сегментно-гривистый, характеризующийся чередованием грив и холмов с пониже-ниями. Пойма Оки в Меленковском районе широкая обычно около 3 км, местами до 6-8 км, с множеством узких озер-стариц, заводей, заболоченных понижений. Прирусловая часть поймы представлена песчаными изогну-тыми валами (гривами), центральная пойма обычно выровнена, притеррас-ная пойма развита фрагментарно, ее участки сильно заболочены, прилегают к лесам и болотам.

Наиболее крупные озера поймы левого берега – Урвановское, Чистое, Кривуша, правого берега – Свято, Семкино, Витерево, Запечное, Великое, Перегудово и другие.

Озера и небольшие заводи поймы р. Оки в Меленковском районе были обследованы в период 1993-2010 гг., особое внимание обращалось на редкие, уязвимые виды.

Озеро Урвановское – одно из самых крупных озер-стариц (площадь 360 га). Оно расположено восточнее селений Верхозерье, Усад, Урваново. Озеро вытянутое, берега крутые (высотой до 4 м), суглинистые, вода по данным химического анализа отличается низкой прозрачностью, слабощелочной реакцией рН, высоким содержанием окисляемых веществ (1,45 ПДК), завышенным содержанием нефтепродуктов (1,7 ПДК). Надвод-ная растительность покрывает 1-3% акватории озера, плавающая – менее 1%. погруженная 1-3%. Среди прибрежно-водных растений преобладают обычные виды (например, вербейник обыкновенный, дербенник иволист-ный, зюзник европейский, клубнекамыш морской, манник большой, жерушник земноводный, вех ядовитый, дербенник прутьевидный, ситник членистый, сусак зонтичный, сабельник болотный, осока острая, череда трехраздельная и др.) Среди плавающих растений отмечены ряска малая,


22

многокоренник обыкновенный, из погруженных водных растений обильны рдесты, особенно гребенчатый и курчавый, роголистник обыкновенный и другие.

Среди редких видов растений, включенных в Красную книгу Владимирской области (2008) в озере найдены популяции урути мутовча-той (Myriophyllum verticillatum), по берегам – зюзник высокий (Lycopus exaltatus). Среди видов, редких для флоры области отметим тысячелистник хрящеватый, лютик длиннолистный (Ranunculus lingua).

Озеро Запечное расположено в пойме правого берега р. Оки, северо-восточнее с. Урваново, его площадь – 12,8 га. Акватория озера на 1-2% поросла надводной растительностью из вербейника обыкновенного, дер-бенника иволистного, ежеголовников всплывающего и прямого, манников большого и наплывающего, вех ядовитый, поручейник широколистный, омежник водный, сусак зонтичный, сабельник болотный и др.), на 1% плавающей растительностью (ряска малая, многокоренник обыкновенный и др.), на 1-3% погруженными макрофитами (роголистник обыкновенный, элодея канадская, уруть колосистая, рдесты пронэеннолистный и сплюс-нутый и др.).

Озеро Свято находится в пойме правого берега р. Оки, в 2 км восточнее с. Дмитриевы Горы. Это небольшое вытянутое озеро с пологими глинистыми, заболоченными берегами, его площадь – 4,3 га. Озеро эвтрофное, дно илистое. Акватория озера на 3-5% покрыта надводной растительностью (манник большой, дербенник иволистный, омежник водный, череда поникшая, зюзник европейский, стрелолист обыкновенный и др.), на 3-5% – плавающей растительностью (кубышка желтая, ряска малая, водокрас обыкновенный и др.), на 5% – погруженными макрофитами (элодея канадская и др.). В озере отмечен редкие виды – кувшинка чисто-белая (Nymphaea candida), включенная в Красную книгу области, заросли касатика водяного (Iris pseudocorus).

Большой интерес представляют озера-старицы поймы Оки, в которых были отмечены популяции третичного реликта – водяного ореха, или чилима (Trapa natans), включенного в Красные книги большинства облас-тей России, в том числе и Владимирской области. Отметим, что ранее нахождение этого вида в озерах Меленковского района отмечено не было. К 2011 г. популяции чилима обнаружены в 9 пойменных озерах: затон Санчурский (в 1,5 км восточнее д. М. Санчур) с самой крупная во Влади-


23

мирской области ценопопуляцией водяного ореха, образующего сплошные заросли, затон Великий и озеро Великое (у д. Шаркин Бор), Чёрный Яр (напротив с. Дмитиревы Горы), Мочальники (у с. Воютино), Сынчур, или Кавелькино (в 3 км юго-восточнее д. Б. Санчур), Большой Затон (в 2 км восточнее с. Воютино), Затон Сковорода (в 3 км северо-восточнее с. Воютино), Затон Дмитрогорский (восточная окраина с. Дмитриевы Горы).

Аномально жаркое, сухое лето 2010 г. стало благоприятным для обильного плодоношения чилима. Нами в затоне Дмитрогорский найдены растения с 24-28 плодами. Однако, из-за продолжительной засухи и сильного снижения уровня воды в Оке значительная часть экземпляров в озерах, оказавшись вне воды, погибла.

В пойме Оки в соседней Рязанской области озера многочисленнее и в них в массе распространен водный орех, только на территории Окского биосферного заповедника выявлен 71 водоем с произрастанием чилима. Здесь проводятся исследования, связанные с выяснением расово-популяционного состояния этого редкого вида. Данные Б.Ф. Самарина и О.В. Горянцевой (2009) позволили выделить 20 различных форм, отличающихся морфологией плодов, например, Trapa europaea, T. media, T. rossica, T. laevigata, T. wolgensis, T. conocarpa, T. flerovii, T. okensis и др.

Несмотря на то, что все пойменные озера Оки в Меленковском районе находятся под охраной, большинство расположено на территории Окского берегового заказника, а озера Урвановское, Запечное, Перегудово, Свято являются памятниками природы, их флора и растительность значи-тельно трансформированы. В результате неконтролируемой рекреации территории вокруг озер замусорены, растительность сильно нарушена, много открытых, сбитых полностью лишенных растений участков.

По берегам озер нередко доминируют сорно-рудеральные растения (ежовник обыкновенный, желтушник левкойный, икотник серо-зеленый, марь сизая, марь красная, марь белая, мелколепестник канадский, молокан компастный, щавель туполистный, щирица запрокинутая и др.). В массе встречается агрессивный вид череды – череда олиственная (Bidens frondosa), в заросли кустарников проник эхиноцистис лопастной (Echynocystis lobata), во всех озерах отмечена элодея канадская (Elodea canadensis). Эти североамериканские растений включены в Черную книгу Средней России (Виноградова и др., 2010), т.к. представляют серьезную опасность для биоразнообразия.


24

Таким образом, флора пойменных озер Оки богата и разнообразна, здесь отмечены многие редкие виды растений, за состоянием популяций которых необходимо организовать мониторинг. Важным являются исследования особенностей экологии и расовой структуры популяций чилима. Актуальным остается изучение динамики численности и особен-ностей распространения адвентивных видов растений. Учитывая, что озера поймы Оки – места обитания редких животных (выхухоли русской, чернозобой гагары, белокрылой крачки и др.), целесообразно организовать комплексные исследования.

Список используемой литературы

1. Виноградова Ю.К., Майоров С.Р., Хорун Л.В. Черная книга флоры Средней России: чужеродные виды растений в экосистемах Средней России. – М., 2010. – 512с.

2. Красная книга Владимирской области – Владимир, 2008. – 340с. 3. Самарин Б.Ф., Горянцева О.В. Расово-популяционный состав водяного

ореха (Trapa natans L.) в водоемах Окского заповедника и сопредель-ных территорий // Флора и растительность. Вып. 1 / Труды Рязан. Отд. РБО. – Рязань, 2009. – С.102-133.

ПАЛЕОГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НА ТЕРРИТОРИИ БАССЕЙНА РЕКИ КЛЯЗЬМА

А.Н. Васильев, Т.А. Трифонова Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых,

г.Владимир, Россия

The theory of river drainage basin presents interaction endogens end exogenesis processes. Geosistem river drainage basin has potency end cinematic elements, first conditions fractures formation, second conditions regime exogenesis processes. Potency end cinematic elements definitions characteristics geosistem. Введение

Восстановление палеогеографических условий на территории литоводосборного бассейна важный компонент познания природной


25

геосистемы, так как позволяет проследить генезис геосистемы и определить возраст формирования и особенности ее эволюции.

В работах по палеогеографии отечественных ученых речь идет главным образом о построении ретроспективных систем (моделей), охваты-вающих все геологические аспекты, касающиеся геологического времени, событий и обстановок (палеогеографических условий) геологического прошлого той или иной территории. Элементами в ретроспективных системах являются реконструированные события, обстановки и процессы. Очевидно, что оригиналов ретроспективные системы не имеют, обычно это в той или иной степени обоснованные гипотетические модели, поскольку процессы, сформировавшие современные геологические структуры, происходили в далеком прошлом.

Касаясь конкретных работ по восстановлению палеогеографических условий необходимо указать работы Войткевича Г.В. [2] Н.В. Коронов-ского [7], В.Е. Хаина, [7, 13], Д.В. Наливкина [3], и Г.И. Немкова [8], в которых рассматриваются процессы планетарных масштабов. Региональ-ные уровни охватываются работами Мещерякова, [9] А.А. Асеева [1] и других. Однако следует отметить, что в указанных работах речь идет природно-территориальных комплексах различного масштаба, без связи с конкретными геосистемами, выраженными на современной поверхности Земли. Лишь отдельные исследования посвящены созданию ретроспектив-ных моделей геосистем, таких как, например литоводосборные бассейны [10].

В наших исследованиях формирование речного бассейна мы рассмат-риваем как эндогенно – экзогенный процесс, в котором системо-образующим процессом является образование и разрастание трещин в твердом кристаллическом фундаменте, что является фундаментальной основой образования русловой системы. В связи с этим является очевидной важность воссоздание того геологического пространства в котором в далеком прошлом формировалась русловая система [11, 12].

В настоящей работе на основе анализа имеющихся литературных источников и картографических данных сделана попытка построения гипотетической ретроспективной модели развития геологического пространства литоводосборного бассейна реки Клязьма, во временном интервале от архея до четвертичного периода.


26

Результаты и обсуждение Территория бассейна реки Клязьма, как неотъемлемая часть

Восточно-Европейской равнины, развивалась в рамках всего геологического времени.

Следует полагать, что в архее и нижнем протерозое, на рассматриваемой территории, существовал пангеосинклинальный режим. Огромный морской бассейн архейского времени был распространен на всей территории Русской плиты [2, 4].

Настоящий платформенный режим устанавливался на площади былого подвижного пояса не сразу, а лишь по прошествии многих сотен миллионов лет, с наступлением стадии накопления плитного чехла. В течение «доплитного» этапа, платформа прошла две подготовительные стадии, на которых она отличалась еще повышенной подвижностью, – стадию кратонизации и авлакогенную стадию, выделенные А.А. Богдано-вым [4, 5, 6].

Стадия кратонизации на большей части площади платформы отвечает по времени первой половине среднего протерозоя, раннему рифею. Есть основания предполагать, что на этой стадии все современные древние платформы, включая Восточно-Европейскую, составляли интегральные части единого супергинента – Пангеи I, возникшей в конце раннего протерозоя [7,13].

Авлакогенная стадия на платформе соответствует среднему и позднему рифею. Она знаменует начало распада суперконтинента и обособление древней платформы, и характеризуется господством растяжения и образованием Московского авлакогена.

Территория современного бассейна продолжила своё геологическое развитие и в фанерозое.

Кембрийский период Сложившийся структурный план платформы не претерпел больших

изменений и в раннем кембрии. Отложения нижнего кембрия ложатся с размывом на породы кристаллического фундамента, рифея и венда. В начале кембрия мелководный эпиконтинентальный морской бассейн покрывал всю территорию современного бассейна реки Клязьма. Затем море покинуло пределы Московской синеклизы, затем вновь вернулось в среднем кембрии. Кембрийские отложения широко представлены на западе


27

и северо-востоке бассейна. В районе Окско-цнинского вала и прилегающих к нему территориях кембрийские отложения отсутствуют [7, 8].

Ордовикский период Начавшаяся в раннем ордовике опускание платформы привели к

проникновению моря на территорию бассейна реки Клязьма. Тремадокский эпиконтинентальный бассейн полностью унаследовал палеогеографические условия, существовавшие в кембрийском море. Эта трансгрессия характе-ризуется накоплением известковых, глинисто-карбонатных и алевро-глинисто-карбонатных осадков. Медленное углубление и, возможно, расширение ордовикского моря продолжалось до начала карадокского времени, когда произошли, по-видимому, мощные поднятия суши на востоке Восточно-Европейской равнины, к концу среднего ордовика началась регрессия моя [4, 7].

Силурийский период К концу силурийского периода горообразовательные процессы в

соседних геосинклиналях главным образом в Атлантическом поясе, окончательно выводят Русскую равнину, как и территорию бассейна, из под уровня моря и она переходит в длительный этап континентального развития. К этому периоду формируется первичная эрозионная сеть и древ-ние водоразделы. Из-за интенсивной денудации, в связи с общим вздыма-нием платформы, отложения силурийского периода не представлены.

Перестройка структурного плана территории, происшедшая на рубеже нижнего палеозоя и девона в связи с герцинскими орогеническими движениями на окраинах Русской платформы, обусловила крупные поднятия центра платформы и глубокий размыв додевонских осадочных образований [3, 4, 7, 10].

Девонский период Позднепалеозойская история платформы существенно отличается от

предыдущих периодов интенсивным осадконакоплением. Вздымание платформы достигло своего максимума в раннем девоне,

из-за чего в начале и середине раннего девона на рассматриваемой территории господствовали континентальные условия. В начале среднего девона территория испытала опускание и в пределы бассейна проникли воды мелкого эпиконтинентального моря с ненормальным солевым режимом. В нем отлагались песчано-глинистые, в меньшей мере карбонатные осадки, обогащенные магнием, и сульфаты.


28

Значительное по времени морской режим (30 млн. лет) привел к широкому распространению девонских отложений. В пределах бассейна девонские отложения мощной толщей лежат на ордовикских отложениях, и представлены всеми отделами [3, 4, 6].

Каменноугольный период Поднятие платформы на границе турнейского и визейского веков

было самым значительным в карбоне, а континентальный период – самым длительным.

В раннем карбоне на территории платформы установился жаркий и влажный климат. Равнинные пространства покрылись сильно заболочен-ными лесами. Границы морских бассейнов отличались неустойчивостью. В конце раннего карбона платформа подверглась погружению и трансгрессии моря с востока и накоплению карбонатной толщи. К началу среднего карбона вся платформа была поднята и подверглась денудации. Формирование отложений карбона, главным образом известняков и доломитов, происходило на фоне общего опускания, которое прерывалось двумя фазами кратковременных поднятий. Каменноугольные отложения представлены на всей территории бассейна [4, 7, 8].

Пермский период Устойчивое вздымание платформы началось в конце карбона и

закончилось в перми. В начале ранней перми на территории платформы сохранились условия, сложившиеся в позднем карбоне, но наметилась заметная аридизация климата. Обширный эпиконтинентальный бассейн занимал центральные и восточные районы территории бассейна реки Клязьма. Западные районы территории бассейна была пенепленизиро-ванной сушей, где отложения перми отсутствуют. Мощность отложения перми увеличивается к востоку [3, 6, 7].

Триасовый период В течении большей части триаса территория современного бассейна

реки Клязьма была сушей, осадконакопление происходило в континенталь-ных условиях. На освободившихся от моря территориях активно развива-лись субаэральные процессы. Высокое положение территории способствует интенсивной эрозии: формируется сложная, разветвленная эрозионная сеть с глубоким врезанием речных долин. В позднем триасе начинается медленное погружение платформы. Рельеф сглаживается, замедляется течение рек, образуются застойные водоемы [4, 6].


29

Юрский период В ранней юре территория бассейна реки Клязьма оставалась быть

сушей. В поздней юре трансгрессия из Среднеземноморского и Арктичес-кого бассейна привела к широкому распространению морских верхне-юрских отложений в пределах восточной (Балахнинская низменность, Гороховецкий отрог) и центральной части территории бассейна. В конце юрского периода начинается сокращение границ морского бассейна и аридизация климата, приводящая к увеличению содержания в составе осадков песчано-алевритовых и снижению содержания глинистых фракций [3, 4, 6].

Меловой период Палеогеографическая обстановка в раннемеловую эпоху мало

отличалась от позднеюрской. Раннемеловой морской бассейн был меньше по площади на территории бассейна реки Клязьма, чем в юрский период, море регрессировало с восточной части бассейна сместившись к западу в пределы Московской синеклизы. Увеличение песчаного материала в пределах современного Владимирского ополья свидетельствует об его постепенном обмелении. В конце позднего мела произошла окончательная регрессия морского бассейна. Оставленная морем территория представляла собой пологонаклонную равнину. Речные потоки прорезают ее сетью глубоких речных долин, активно развивается карст [4, 6].

Палеогеновый период Климатические условия раннего палеогена характеризуются равно-

мерным распределением тепла и влаги. В конце периода климат становится более умеренным.

В этот период, на большей части территории бассейна, формируются основные типы современных морфоструктур: денудационные субгоризон-тальные равнины, субгоризонтальные и слабонаклоненные равнины и плато. Формируются южный и северо-западный водоразделы бассейна. Из-за сильного поднятия платформы в неогене, а как следствие интенсивной денудации палеогеновые отложения представлены слабо [1, 3, 9].

Неогеновый период На всей территории бассейна господствовал континентальный

режим. Как и в палеогене, так и в неогене история развития бассейна находилась в тесной связи с тектоническими движениями происходившими в среднеземноморском геосинклинальном поясе. В начале неогена на территории бассейна окончательно формируются все морфоструктуры,


30

присущие ей на современном этапе развития, такие как наклонные равнины, четко выраженные на северо-востоке бассейна. Формируется глубокая эрозионная сеть. Прогрессирует похолодание климата. Оно происходит не непрерывно, а скачкообразно, периоды похолодания чередуются с периодами потепления. Заметно усиливается зональность. Похолодание приводит к перестройке ландшафта. На территорию бассейна приходят бореальные ландшафты. Изменение климатических условий ведет к ослаблению процессов выветривания. Во второй половине неогена поднятие сменяется медленным опусканием. Долины рек начинают заполнятся грубыми речными осадками [1, 3, 9].

Четвертичный период Продолжающиеся с конца неогена изменение климата на севере

Европейского континента привели в определенный момент времени к развитию континентального оледенения. Оледенения на территории бассейна было многократным, хотя вопрос о их числе остается до настоящего времени спорным. Согласно унифицированной региональной стратиграфической схеме территория бассейна подверглась трем оледенениям: окское, днепровское и московское. В геологии бассейна хорошо представлены краевые зандры последних двух.

Строение толщ ледниковых отложений различного возраста однотипно: в основании разреза залегают флювиогляциальные и озерно-ледниковые отложения этапа наступания ледника, выше по разрезу следует донная морена и завершают разрез флювиогляциальные и озерно-ледниковые отложения отступания ледника. Сток талых ледниковых вод в соответствии с общим уклоном поверхности был направлен главным образом в Каспийское море.

Период освобождения территории бассейна от ледяного покрова (предбореальная стадия) был отмечен сменой почти безлесных ландшафтов позднего плейстоцена березовыми и сосновыми лесами [1, 3, 6].


1. Асеев А.А. Развитие рельефа Мещерской низменности. – М., 1962. 2. Войткевич Г.В. Геологическая хронология Земли / Г.В. Войткевич. –

М., 1984. 3. Геология СССР./ Под. ред. Д.В. Наливкина. – М., 1962. – 432с. 4. Геология СССР. Т. IV. Центр Европейской части СССР. Геологичес-

кое описание. М.: Недра, 1971. – 478с.


31

5. Докембрийская геология СССР. /Под. ред. Д.В. Рундквист. – М., 1988. – 440с.

6. Инженерная геология СССР. Т. 1 Русская платформа. / Под. ред. И.С. Комарова. – М., 1978. – 437с.

7. Историческая геология. / Н.В. Короновский, В.Е. Хаин, Н.А. Ясама-нов. – М., 2006. – 464с.

8. Историческая геология. / Г.И. Немков, Е.С. Левицкий, И.А. Гречиш-никова. – М.: Недра, 1986. – 354с.

9. Мещеряков Ю.А. Структурная геоморфология равнинных стран. – М., 1965.

10. Обедиентова Г.В. Формирование речных систем Русской равнины. – М., 1976.

11. Трифонова Т.А. Энергетическая модель развития горного литоводо-сборного бассейна и горного речного русла // Геоморфология. 1995. №4. – С.13-22.

12. Трифонова Т.А. Речной водосборный бассейн как саморегулирую-щаяся природная геосистема // Изв. РАН. Сер. геогр. 2008, № 1. – С.28-36.

13. Хаин В.Е. Историческая геотектоника: в 3 кн. / В.Е. Хаин [и др.]. – М., 1988-1993.

Исследования выполнены при поддержке Минобрнауки (ГК №П622 от 18.05.2010).

ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ЛОКАЛЬНОГО БАССЕЙНА РЕК КАМЕНКА – МЖАРА

И.Ю. Винокуров1, А.В. Кузнецова2, М.В. Осипова3, Л.А. Турне4 1Владимирский НИИ сельского хозяйства Росссельхозакадемии,

г.Суздаль, Россия 2МГУ им. М.В. Ломоносова, г.Москва, Россия

3Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых, г.Владимир, Россия,

4Независимое общество «Русский салон», г.Стокгольм, Швеция

Ecology state for local basin of the rivers Kamenka – Mzhara is discuss. The values of the concentration for mineral forms of the nitrogen, potassium, phosphorus, havy metals, chlorine organic toxic substances is present. A unique opportunity of


32

agricultural and ecological tourism will interest the whole West World since the issue of environment is of the high priority today. Prohibition of smoking in public places is just the beginning of saving nature. The Suzdal we know is an exception place for the birth of consciousness of every man either an adult or a child. Our Opolye, the Kamenka, the Mzhara rivers are sacred places and we want to live, survive and grow up our children here. It’s time to change official debates for simplified people oriented discussions with children, grown up in the Russian language.

При исследовании экологической обстановки в локальном бассейне

рр. Каменка и Мжара, по сути, рассматривался позиционный вид устойчивости. Для водосборного бассейна рек Каменка и Мжара это проблема оптимального сопряжения различных экономических отраслей: аграрного производства и международного туризма. Для этого случая под устойчивостью геосистемы подразумевается выполнение ею определенной социально – экономической функции в условиях внешних возмущений.

Для данного локального бассейна это уникальная по мировым оценкам компактная структура водосборного бассейна, высокий и уникальный для Центрального федерального округа потенциал плодородия почв, не уступающий южным черноземам, объекты природного и культурного наследия, находящиеся под охраной ЮНЕСКО. Оптимальное сопряжение экономических звеньев определяет благоприятная геоэколо-гическая обстановка. Она, прежде всего, обуславливается отсутствием вредных промышленных предприятий в городе Суздале и ограничением техногенеза на сельскохозяйственные ландшафты бассейна, которое позволило восстановить некоторые объекты культурно – исторических ландшафтов. Такая геоэкологическая обстановка во многом способствовала развитию новых форм туризма, таких как сельскохозяйственный туризм и экологический туризм.

На агроландшафтной территории бассейна рек Каменка Мжара с 1999 года внедрялась адаптивно – ландшафтная система земледелия, предусматривающая наложение экологических ограничений на техногенез, т.е. применение пестицидов, доз минеральных удобрений, обработок почвы на склоновом рельефе. В связи с этим особое внимание нами уделялось содержанию форм минеральных удобрений и тяжелых металлов в почве агроландшафтов, донных отложениях водных объектов.

При изучении экологического состояния указанного бассейна рек особая роль отведена региональному государственному заказнику –


33

Ильинскому лугу. Этот уникальный заливной луг располагается в центре города и, по сути, является геохимическим барьером Суздаля.

Уникальный природный комплекс Суздаля «Ильинский луг» был объектом исследования и при выполнении федеральной целевой программы «Диоксин». Частицы ила хорошо адсорбируют диоксины. Перемещаясь по течению водотоков, особенно в период паводка, при разливе рек илы попадают на заливные луга. В связи с этим возможен перенос диоксинов, которые входили в качестве примесей в состав некоторых рецептур хлорорганических пестицидов 2,4 Д группы. Эти пестициды в период тотальной химизации применялись в бассейне рек Каменка – Мжара. Период полураспада диоксинов в почве может составлять десятки лет, поэтому существует вероятность их обнаружения спустя десятилетия после применения хлорорганических пестицидов 2,4 Д группы.

При исследовании загрязнений водных объектов в створе водосборного бассейна – городе Суздале нами использовался в качестве чувствительного интегрального метода флуоресцентный метод. В основе этого метода определение параметров флуоресценции микроводорослей, которые весьма чувствительны к загрязнениям. Результаты исследований позволили сделать вывод об отсутствии признаков загрязнения реки токсическими веществами. Величина эффективности фотосинтеза имела примерно одинаковое для всех исследуемых пунктов по течению реки и интерпретировалось нами как отсутствие промышленных токсикантов.

В то же время обнаружены признаки загрязнения реки Каменка в пределах города органическими (фекальными) отходами. В верховьях реки концентрация микроводорослей оказалась достаточно низкой, что позволило эти локальные участки отнести к сравнительно чистым. В центре города выявлен наиболее чистый локальный участок у музея деревянного зодчества. В черте города выявлены два пункта с признаками наибольшего загрязнения: улица Шмидта и «Васильевский омут».

Во всех пробах ниже Ильинского луга содержание тяжелых металлов также оказалось значительно ниже ПДК и ниже их содержания в почвах окружающих сельскохозяйственных ландшафтов. Содержание в донных отложениях нитратных форм азота находилось в диапазоне 4-6 мг/100г почвы, аммиачных форм – 1,5-3 мг/100г почвы, фосфора – 8-12 мг/100г почвы в перерасчете на Р2О5, калия – 14-20 мг/100г почвы в перерасчете на


34

К2О. Эти результаты свидетельствуют о том, что сельскохозяйственные ландшафты бассейна рек Каменка – Мжара не ухудшают экологическую обстановку в водосборе бассейна.

Таблица 1 Диапазон валового содержания тяжелых металлов в донных отложениях

реки Каменка вблизи Ильинского луга Элемент Валовое содержание элемента, мг/кг

Cu 11,3 - 19,8 Zn 38,4 - 50,5 Cd 0,28 – 0,43 Pb 14,3 – 28,8 Ni 13,6 – 25,6 Mn 198 – 310 Co 4,81 – 6,54

Таблица 2

Концентрации полихлорированных дибензодиоксинов и полихлори-рованных дибензофуранов в пробах почвы с Ильинского луга (пг/г)

Компонент

Содержание компонентов в пробе почвы,

пг/г

Компонент

Содержание компонентов

в пробе почвы, пг/г

2,3,7,8-ТХДД <0,5 1,2,3,7,8,9-ГкХДФ <0,5 1,2,3,7,8-ПеХДД <0,5 1,2,3,4,6,7,8-ГпХДФ <0,5 1,2,3,4,7,8-ГкХДД <0,5 1,2,3,4,7,8,9-ГпХДФ <0,5 1,2,3,6,7,8-ГкХДД <0,5 ОХДФ <0,5 1,2,3,7,8,9-ГкХДД <0,5 Сумма др. ТХДД <0,5 1,2,3,4,6,7,8-ГпХДД <0,5 Сумма др. ПеХДД 13,9 ОХДД 26,5 Сумма др. ГкХДД <0,5 2,3,7,8-ТХДФ <0,5 Сумма др. ГпХДД <0,5 1,2,3,7,8-ПеХДФ <0,5 Сумма др. ТХДФ <0,5 2,3,4,7,8-ПеХДФ <0,5 Сумма др. ПеХДФ <0,5 1,2,3,4,7,8-ГкХДФ <0,5 Сумма др. ГкХДФ <0,5 1,2,3,6,7,8-ГкХДФ <0,5 Сумма др. ГпХДФ <0,5 2,3,4,6,7,8-ГкХДФ <0,5

ТЭ = ∑ FiСi 0,026


35

В табл. 2 приведены данные содержания полихлорированных дибензодиоксинов (ПХДД) и подобных им полихлорированных дибезо-фуранов (ПХДФ). Эти вещества классифицируются в геохимии как биохимически-активные вещества, которые влияют на живые организмы. Анализ проводился по 25 конгенерам. Суммарная токсичность составила всего 0,026 пг/г. Это значение в дальнейшем было принято за фоновое (ПДК для ПХДД и ПХДФ в почвах может достигать 10 пг/г). Полученные данные не подтвердили перенос диоксинов и диоксиноподобных соединений в период тотальной химизации в створ водосборного бассейна. Это обусловлено, на наш взгляд, наличием буферной зоны между территориями применения пестицидов и акваториями рек.

В связи с тем, что на Ильинском лугу сжигались автомобильные покрышки, нами проводились анализы на содержание в почве полихлорированных углеводородов (ПАУ) (табл. 3).

Таблица 3 Содержание полиароматических углеводородов в пробах почвы

Ильинского луга Название

ПАУ Содержание в почве, мкг /кг

Название ПАУ Содержание в почве, мкг /кг

Фенантрен 51,4 Хризен 22,9 Антрацен 5,4 Бензо[b]-

Флуорантен 15,2

Флуорантен 99,0 Бензо[k]- Флуорантен

8,6

Пирен 72,9 Бенз[а]- Пирен

19,3

Бенз[а]- Антрацен

33,9 Индено - [1,2,3, c, d]- Пирен

9,5

Из приведенных данных следует, что содержание ПАУ в пробах

почвы с Ильинского луга – государственного регионального заказника приближается к ПДК, например по бензапирену (ПДК 20 мкг/кг). Это последствие сжигания автомобильных покрышек.

Таким образом, длительные исследования экологического состояния локального водосборного бассейна рр. Каменка и Мжара показали, что сельскохозяйственные ландшафты не оказывают негативных воздействий


36

на створ бассейна, в котором расположен г. Суздаль. Экологические проблемы были обусловлены антропогенным воздействием населения города: сжиганием отходов ПВХ, особенно парниковой пленки, сжиганием автомобильных покрышек. В настоящее время наиболее остро обозна-чилась проблема органических загрязнений, обусловленная отсутствием в городе канализации и контроля за вывозом фекальных отходов.

ОСТРОВНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ КАК КОМПОНЕНТ ЭКОСИСТЕМЫ

КУЙБЫШЕВСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА Б.Р. Григорьян1, В.И. Кулагина2

1Казанский (Приволжский) федеральный университет, г.Казань, Россия 2Институт проблем экологии и недропользования АН РТ, г.Казань, Россия

The role of islands and their soil cover in a water reservoir ecosystem is shown.

Islands with shoal adjoining to them carry out a role of generators of biological production. Islands and their soil cover can operate as geochemical and biological barriers. At multi-purpose operation of the given natural objects many social and economic problems aren't solved.

В результате строительства плотин появились совершенно особые

ландшафты – водохранилища, характеризующиеся очень сложным строением, большим количеством компонентов и взаимосвязей.

Сведения по гидрологии, скорости обмена, о составе и температуре воды для большинства водохранилищ давно известны и вошли в справоч-ники. Закономерности развития водных организмов, абразия берегов привлекают внимание многих исследователей. В то же время такие неотъемлемые компоненты экосистемы любого равнинного водохрани-лища, как острова, практически не изучены, несмотря на их большую роль в функционировании экосистемы водохранилища. Поэтому сведения об островах водохранилищ немногочисленны (Добровольский, 1971; Зеров, 1976 и др.).

В акватории Куйбышевского водохранилища расположено около 800 островов общей площадью 9 тыс. га при нормальном подпорном уровне (НПУ) 53 абсолютных метра. Это 1,4% от площади зеркала без учета


37

мелководий, освобождающихся при снижении уровня ниже НПУ. (Экологические…, 2002; Григорьян, 1998, 2006, 2008).

Около 16% площади водохранилища приходится на мелководья до 2 м глубиной (Структура островных экосистем…,1980; Фам, 1975), более 35% площади – на участки с глубинами, до 5 м при НПУ (Кондратьев, 1982; Циплаков, 1979). Основные мелководья расположены вдоль берегов и около островов.

Естественно, островные системы должны играть определенную роль в жизни водохранилищ. Поэтому изучение островов водохранилищ и их почвенного покрова представляет научный и практический интерес.

Изучение почвенного покрова островов, также как биоразнообразия обитающих на них организмов, необходимо в связи с тем, что они являются факторами стабилизации не только островов, но всей экосистемы Куйбы-шевского водохранилища.

Острова с прилегающими к ним мелководьями выполняют роль генераторов биологической продукции. Урожай лугового разнотравья на островах достигает 50 ц/га, а запасы воздушно-водной растительности на приостровных мелководьях Куйбышевского водохранилища составляют 150 тыс. т. (Экологические…, 2002).

Фитоценозы островов формируют более 700 видов растений. В древесно-кустарниковом, травяном и почвенном ярусах обитает около 1000 видов беспозвоночных, 12 видов амфибий и рептилий, 205 видов птиц и 39 видов млекопитающих. Причем, целый ряд видов растений и животных, считающихся на водоразделах редкими и исчезающими, на островах сох-раняет еще сравнительно высокую численность. (Экологические…, 2002).

Численность гидробионтов, формирующих стартовые и нагульные корма молоди рыб на зарастающих макрофитами мелководьях, в 2-3 раза выше, чем в глубоководных участках акватории.

Практически все виды рыб осваивают зарастающие приостровные мелководья как в нерестовый, так и в нагульный периоды. Здесь воспроиз-водится около 80% общих рыбных запасов Куйбышевского водохрани-лища. Воспроизводится ондатра. В водно-болотных угодьях островов воспроизводится около 40% водоплавающей дичи Республики Татарстан.

В зарослях воздушно-водной растительности формируется сообщест-во гидробионтов, тесно связанное с макрофитами. Эта консорция очищает воду от органических загрязнений на 20%, нефти – на 92%, от сапрофитной


38

микрофлоры – на 90%, от кишечной палочки – на 100%. Если учесть, что сообщества макрофитов и гидробионтов приостровных мелководий занимают площадь более 8000 га, то нетрудно представить роль этого естественного гигантского биофильтра на водохранилище.

Но не только мелководья играют роль в очистке воды. Сами острова и их почвенный покров также могут действовать как геохимические и биологические фильтры (Григорьян, 2008).

Для этого существует несколько механизмов. 1) Некоторое количество твердого материала оседает на поверхности

островов во время паводка. Этот механизм отложения аллювия в пойме существовал и в незарегулированной реке. С ним связана слоистость аллювиальных почв.

2) Острова с изрезанной береговой линией («паукообразные») имеют большое количество заливов (см. рис. 1). Скорость течения в них сильно замедляется, а, следовательно, создаются условия для осаждения твердого стока, в том числе, тонких, илистых частиц.

3) Часть островов имеет мало изрезанную береговую линию, но зато множество узких проток, разделенных гривами (см. рис. 1, остров Хоро-ший). Направление течения в этих протоках меняется в зависимости от недельных и суточных колебаний уровня воды в водохранилище. Вода заходит в них во время высокого уровня, унося с собой частички твердого стока вглубь острова, и возвращается обратно в водохранилище при снижении его уровня. Как правило, дно этих проток выстлано илистыми осадками.

4) На островах имеются также внутренние озера, заполняющихся во время паводка. Из стоячей воды оседают на дно даже самые тонкие илистые частицы.

5) У каждого острова имеется так называемая субаквальная зона, заливаемая и освобождающаяся из-под воды каждый день (за счет суточных и недельных колебаний уровня воды в водохранилище). Эта полоса обычно бывает сложена свежими аллювиальными наносами, не покрытыми растительностью.

Механизмы миграции растворенных веществ будут еще сложнее. Они связаны с фильтрацией через почвенно-грунтовую толщи, и почвенный покров играет важную роль в миграции и аккумуляции веществ.


39

Таким образом, острова с прилегающими к ним мелководьями выполняют важные экологические функции.

Рис. 1. Формы островов Куйбышевского водохранилища

В хозяйственном отношении они представляют собой высокопродук-

тивные природные комплексы, перспективные для потребительских и рекреационных нужд населения (Экологические системы…, 2002, Иванов и др., 2007). При этом хозяйственное использование островных систем ведется экстенсивно и научно необоснованно, что сильно отягощает экологическую обстановку в акватории водохранилища. Объясняется это тем, что островные системы не имеют правовой защиты [5].

Комплексное изучение островных экосистем и их почвенного покрова позволило создать сначала рукописные варианты паспортов остро-вов Куйбышевского водохранилища, а затем перейти к созданию базы данных.

База данных «Острова» создается на основе СУБД MS Access.


40

Выработаны принципы создания локальной электронной базы данных по содержанию тяжелых металлов и физико-химимческих показа-телей в компонентах наземных и водных экосистем Куйбышевского водохранилища, как с целью оперативного извлечения информации, так и для осуществления расчётов и, что не менее важно, создания кадастра этой специфической части природного фонда Среднего Поволжья.

Многоцелевая эксплуатация данных природных объектов затрагивает многочисленные интересы, поэтому прежде, чем рекомендовать то или иное использование данного острова, необходимо принять во внимание большое количество факторов, включая не только почвенный покров, плодородие и противоэрозионную устойчивость почв, но также его местоположение, рельеф, площадь, растительный покров, наличие занесен-ных в красную книгу видов, современное использование острова и др., для чего необходим кадастр островов Куйбышевского водохранилища.


1. Григорьян Б.Р., Фасхутдинова Т.А., Кулагина В.И., Копосов Г.Ф. Особенности формирования почв островных экосистем Куйбышевского водохранилища // Почвоведение, 1998, № 4. – С.404-411.

2. Григорьян Б.Р., Кулагина В.И., Иванов Д.В. Почвы островов Чисто-польского района переменного подпора Куйбышевского водохрани-лища // Ученые записки Казанского государственного университета, 2006, Том 148, кн. 2. – С.123-130.

3. Григорьян Б.Р., Кулагина В.И., Иванов Д.В. Влияние аллювиального литогенеза на формирование островных почв Куйбышевского водохра-нилища // Ученые записки Казанского государственного университета, 2008, Том. 150, кн. 3. – С.112-122.

4. Добровольский Г.В., Афанасьева Т.В., Ремезова Г.Л. и др. Типы пойм среднего течения реки Оби. // Науч. докл. выс. школы. Биол. науки. – 1971, N4. – С.117-121.

5. Иванов Д.В., Григорьян Б.Р., Бойко В.А., Баршева К.В., Марасов А.А. О правовом статусе островов водохранилищ Российской федерации. // Экологическое право / Федеральный журнал. – 2007, №3. – С.33-37.

6. Зеров К.К. Формирование растительности и зарастание водохранилищ Днепровского каскада. – Киев: Наукова думка, 1976. – 144с.


41

7. Кондратьев Н.Е. и др. Основы гидроморфологической теории руслового процесса. – Л.: Гидрометеоиздат, 1982. – 272с.

8. Структура островных экосистем Куйбышевского водохранилища. – М.: Наука, 1980. – 175с.

9. Фам Н.М. Возможность использования мелководий и подтопленных земель в естественных условиях на примере Куйбышевского водохра-нилища // Биогеографические основы индикации природных процес-сов. – М.: Изд-во Московского филиала Географического общества СССР, 1975. – С.37-40.

10. Циплаков Э.Г. Рыбохозяйственное значение мелководной зоны Куйбышевского водохранилища. – Изв. Гос. НИОРХ, 1974.- Т.89. – С.138-150.

11. Экологические системы островов Куйбышевского водохранилища. Казанский район переменного подпора. – Казань: Фэн, 2002. – 360с.

ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ АНАЛИЗА ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ СТАРИЧНЫХ ОЗЕР

(НА ПРИМЕРЕ МОСКОВСКОГО РЕГИОНА) Е.С. Горбатов

Российский университет дружбы народов, г.Москва, Россия

The author of article shows that flood-plain lakes, unlike the majority of lakes of not alluvial origin, are characterized by completeness and a variety of conditions sedimentary process, therefore their ground deposition fixes a wide spectrum of the geoecological information and are complex indicators local and regional geoecological conditions of the Moscow region.

Донные отложения озер содержат разностороннюю информацию об

условиях осадконакопления на протяжении всего периода их существо-вания. Физические и химические параметры озерных осадков в достаточ-ной степени отражают природные процессы и техногенное воздействие, имеющее место в области питания озер.

Каждый режим и обстановка озерного осадконакопления характери-зуется определенной, узкой геоэкологической информативностью. Боль-шинство озер Московского региона имеет ледниковое и водно-ледниковое


42

происхождение. Озера этих групп находятся в зрелой равновесной стадии развития, поэтому они отличается относительным постоянством и малым разнообразием условий осадконакопления.

Старичные озера являются третьей по численности генетической группой озер в Московском регионе [1]. Большинство этих озер приуро-чено к поймам крупных свободно меандрирующих рек, таких как Клязьма, Ока, Москва-река, и низовьям их притоков – Гжелки, Шерны, Киржача, Лопасни, Цны и др. Наиболее многочисленны пойменные озера в пределах Мещерской низменности. Пойменные озера имеются и на территории Москвы, однако, здесь они сохранили свой природный облик только в районе Серебряного бора.

Возникновение и развитие старичных озер характеризуется следую-щими особенностями, делающими эти гидрологические объекты интерес-ными для изучения динамики изменений геоэкологических условий на базе анализа донных отложений:

1. Старичные озера – самая молодая генетическая группа озер Московского региона (длительность существования малых озер – от первых сотен лет);

2. Продолжительность существования отдельных старичных озер ограничена, так как обособление старицы и образование озерка заканчивается его зарастанием и превращением в вытянутое низинное болотце, а затем – в сырой луг. Старицы также могут размываться в ходе меандрирования русла реки;

3. Старичные озера продолжают возникать и в наши, когда весенняя вода срезает излучины речного русла и оставляет серповидные водоемы на низкой пойме рядом с новым руслом. Старичный аллювий накапливается в отшнурованных от основного

русла реки старицах, превращенных в озера. Он состоит из темноокрашен-ных, иногда почти черных иловатых песков, суглинков и супесей, богатых органическим веществом, иногда перекрытых сверху торфом. При полном отмирании стариц старичный аллювий погребается пойменными отложе-ниями. Старичные отложения образует линзы, соответствующие по форме руслу реки, вложенные в толщу руслового и пойменного аллювия [2].

Отложения старичных озер являются чувствительными индикато-рами геоэкологических условий. Этому способствует преобладание обстановки водозастойного осадконакопления в сочетании с интенсивным


43

поступлением в водоем пойменного и руслового материала. В подобных условиях активно аккумулируются тонкие механические осадки – хорошие индикаторы физико-химических условий осадконакопления (в частности, из-за высоких сорбционных свойств).

В старицах в больших количествах накапливаются биогенные осадки и создаются анаэробные условия, способствующие их длительному сохранению. Старичные отложения кроме того обладают горизонтальной слоистостью, связанной с ежегодным наносом песчаных частиц во время половодья, что позволяет вести их датировку.

В ходе эволюции старичных озер, их гидрологический режим стано-вятся все более застойным, а трофическое состояние закономерно изменя-ется: изначально мезотрофный водоем становится эфтровным (проявляется рост биомассы фито- и зоопланктона, увеличение скорости биоседимента-ции), а затем он мелеет и переходит в дистрофную стадию заболачивания.

Изучение распределения по разрезу старичных отложений включе-ний биогенных остатков (в том числе с палинологическим анализом) позволяет реконструировать процессы сукцессии озерных экосистем при их зарастании. Эта информация может служить основой для понимания изменений геоэкологических условий, влияющих на функционирования водных экосистем.

Поскольку на поймах свободно меандрирующих рек (большинство рек Подмосковья) имеются разновозрастные старицы, анализ осадков всего комплекса пойменных озер позволяет проследить геоэкологические усло-вия на относительно большом отрезке времени, что делает старичные озера очень информативным объектами. В частности, анализ литолого-геохими-ческих особенностей старичных отложений, в сочетании с анализом динамики сукцессионных процессов в разновозрастных озерах, позволяет провести ретроспективную оценку характера и интенсивности техноген-ного воздействия на эти гидрологические объекты, и их водосборы в целом.

Старичные осадки в большей степени, чем русловые отложения отражают местные геоэкологические (главным образом, геохимические) особенности территории, т.е. они обладают не только бассейновой, но и локальной геоэкологической информативностью.

Анализируя вышеизложенное можно придти к выводу, что комплек-сы пойменных озер Московского региона, в отличие от большинства озер неаллювиального происхождения, характеризуются быстрой сменой стадий


44

и обстановок осадконакопления, поэтому их донные отложения фиксируют более широкий спектр геоэкологической информации. Учитывая много-численность пойменных озер в Подмосковье, их отложения могут служить надежными комплексными индикаторами природных условий и техноген-ного воздействия.


1. Вагнер Б.Б., Дмитриева В.Т. Озера и водохранилища Московского региона. Учебное пособие по курсу «География и экология Москов-ского региона». – М.: МГПУ, 2006.

2. Общие закономерности возникновения и развития озер. Методы изучения истории озер. (Серия: История озер СССР) / Квасов Д.Д., Давыдова Н.Н., Румянцев В.А. (ред.). – Л.: Наука, 1986.

РОЛЬ РЕЧНЫХ ДОЛИН В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ И БИОСФЕРЕ ЗЕМЛИ Г.В. Добровольский, П.Н. Балабко, Т.А. Трифонова

МГУ им. М.В. Ломоносова, г.Москва, Россия

Среди ландшафтов суши Земли особое место занимают речные долины. С долинными ландшафтами тесно связана вся история человеческого общества. В долинах многих рек до сих пор сохранились места обитания первобытного человека. Реки служили и в настоящее время служат транспортными путями. Вслед за поселениями первобытных людей на террасах долин рек строятся крепости и замки, монастыри и первые города. На берегах рек были построены многие города России: Москва в долине Москвы-реки, Владимир на берегах Клязьмы, С-Петербург на Неве, Брянск на левом берегу Десны, Калуга, Рязань, Муром в долине реки Оки, Воронеж, Ростов-на-Дону на реке Дон, Ярославль, Кострома, Нижний Новгород, Казань, Самара, Саратов, Волгоград, Астрахань на берегах великой реки России – Волге, Новосибирск на Оби, Красноярск на Енисее, Якутск на Лене и т.д. В настоящее время большинство городов и промышленных центров создаются вблизи рек. Что же привлекает человека к ландшафтам речных долин? В первую очередь – это красота ландшафта и пресные речные воды для орошения полей и пастбищ. Особое положение в долинах рек занимают поймы с плодородными почвами и разнообразием


45

флоры и фауны. Большинство почв пойм обладает благоприятными условиями для развития пригородного овощеводства, а заливные пойменные луга являются природной кормовой базой высокоразвитого животноводства. Академик В.Р. Вильямс неоднократно отмечал, что без пойменных лугов немыслимо развитие такой важной отрасли сельского хозяйства, какой является животноводство. На пойменных лугах во все времена заготавливалось необходимое количество сена для крупного рогатого скота, лошадей, овец и коз. В сене имеются все необходимые для животных минеральные вещества и витамины. Пойменные луга – это лучшие пастбищные угодья.

Речные долины и их поймы – это большие природные дрены суши Земли, по которым в сторону морей переносится в виде твердого и жидкого стока огромная масса веществ, в том числе важных для жизни соединений, макро- и микроэлементов. Значительная часть элементов оседает в поймах и поэтому речные поймы часто называют копилками плодородия, кладовыми плодородия, долинами плодородия и т.п. В самом деле, малый биологический круговорот элементов питания в системе почва-растение развертывается в поймах рек на таком отрезке большого геологического круговорота элементов (в системе суша-океан), где сосредоточен интенсивный транзитный перенос и частичная аккумуляция этих элемен-тов, не удержанных в биологическом круговороте на водоразделах и террасах рек. Поэтому с биогеохимической точки зрения поймы рек с пол-ным основанием относят к транзитно-аккумулятивному типу ландшафтов.

Поймы речных долин служат своеобразным геохимическим барье-ром, на котором задерживаются и частично аккумулируются выносимые с водоразделов и надпойменных террас продукты выветривания и почвообра-зования. Последние всегда содержат биофильные, т.е. полезные для жизни, элементы питания растений. Эти обстоятельства, наряду с устойчивой обеспеченностью влагой, создают в пойменных почвах особо благоприят-ные условия для жизни растений, почвообитающих животных и микроорганизмов. Именно поэтому пойменные почвы отличаются высокой «плотностью жизни»; академик В.И. Вернадский называл поймы «сгуще-нием жизни» на суше Земли. Действительно, пойменные почвы отличаются от водораздельных огромным количеством обитающих в них беспозвоноч-ных животных и микроорганизмов. Особенная роль в переработке


46

органических остатков и формировании зернистой структуры пойменных почв принадлежит дождевым червям.

Огромную санитарно-гигиеническую роль выполняет притеррасная заболоченная часть поймы, задерживая сток загрязняющих веществ (промышленные и бытовые отходы, животноводческие стоки, остатки удобрений, пестицидов; тяжелые металлы, радионуклиды) в пойменные почвы центральной поймы и далее в речные воды. Мощным биологическим фильтром в притеррасной пойме является наличие торфяных и осоковых болот, стариц, зарослей тростника, рогоза и другой влажнолуговой и болотной растительности. Притеррасные области пойм представляют собой участки, где происходит осаждение растворенных веществ, поступающих с водораздельных пространств и отложения болотной железной руды, трепела, фосфорнокислых солей в виде вивианита, известкового туфа, сидерита и др. Залежи торфа в притеррасной части пойм лесной зоны используются в качестве органического удобрения и топлива.

Следует отметить, что поймы с разветвленной сетью малых речек и протоков, многочисленных пойменных озер и стариц накапливают и удерживают огромные массы воды. Преобладающие в почвенном покрове пойм аллювиальные луговые суглинистые и тяжелосуглинистые почвы в течение вегетационного периода находятся во влажном состоянии, поэтому даже в засушливые 2002 и 2010 годы на пойменных лугах речных долин лесостепной и степной зон России была возможность заготовить корма для животных и вырастить урожай овощных культур и картофеля. Только на аллювиальных дерновых супесчаных почвах естественная растительность в эти годы выгорала, здесь нередко случались пожары.

Долины рек являются убежищем и жилищем для многих диких животных. Здесь можно встретить волка, лису, бобра, ондатру и др. В реках и озерах сосредоточены значительные запасы рыб, а в конце лета поймен-ные озера служат местами отдыха перелетных птиц.

Лесные и луговые экосистемы пойм речных долин являются поставщиками ягод, грибов, ценных лекарственных растений. Среди луговых трав встречаются медоносные растения. Молодые ивовые заросли нередко используются в качестве поделочного материала. В пойменных лесах и кустарниках заготавливаются дрова для топлива.


47

Таким образом, лесные, луговые и водные экосистемы речных долин России имеют большое народнохозяйственное значение и выполняют важную экологическую роль в биосфере Земли.

Несмотря на большое народнохозяйственное значение и экологичес-кую роль экосистем речных долин России, используются они нерациональ-но. Не соблюдается главное правило, установленное вековой историей использования земель речных долин, а именно соотношение в пойме леса, луга и пашни. Неумеренная распашка почв надпойменных террас и пойменных почв в долинах рек некоторых регионов России привела к эрозии почв, заилению рек, их обмелению, образованию многочисленных островов-осередков, сокращению длины речного русла, эвтрофикации водной поверхности рек и озер.

Отсутствие ухода за пойменными лугами, пастьба скота по сенокос-ным угодьям обусловили их засоренность и закочкаренность. Использова-ние пойменных почв в интенсивном овощеводстве (голландская техноло-гия) существенно снизило их плодородие, произошло переуплотнение пахотных почв, образование плотной плужной подошвы, являющейся водоупором, что привело к пестрополью и вымочкам.

Совершенно недопустимо добывать в поймах рек в широких масштабах песок и гравий, как это осуществляется в пойме реки Оки в пригороде г. Калуги. В будущем, в случае высокого и бурного половодья, водный поток изменит направление и пройдет по цепи карьеров, а основное русло Оки подвергнется дефляции. В этом случае возникнут пыльные бури и прилегающая территория к высохшему руслу реки будет перекрыта мощными слоями песка. Подобное явление наблюдал один из авторов этой статьи в Алтайском крае в 80-е годы прошлого столетия. Выше г. Барнаула река Обь изменила свое русло, прежнее русло обмелело, а в некоторых мес-тах высохло. В результате ветровой эрозии территория, прилегающая к ста-рому руслу реки Оби, была перекрыта песком мощностью от 50 см до 2 м.

Многофункциональная роль экосистем речных долин и их легкая ранимость требует более бережного к ним отношения.

Многочисленные исследования, проведенные на пойменных лугах, показывают, что заливные луга чрезвычайно отзывчивы на меры поверх-ностного улучшения (правильный уход за лугами, соблюдение сроков сенокошения, систематическая борьба с сорняками, подсев семян трав,


48

внесение небольших доз минеральных удобрений сразу же после схода паводковых вод, организация загонной пастьбы скота на пастбищах).

Необходимо выполнять рекомендации и инструкции по соблюдению режима водоохранных зон в поймах рек. Совершенно недопустимо осушение притеррасной части поймы и распашка почв прирусловья. Выращивание овощей на пойменных почвах должно осуществляться в условиях двойного регулирования водного режима и травопольного севооборота.

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ РЕЧНЫХ ЭКОСИСТЕМ

В БАССЕЙНЕ ОБИ В.А. Исаев, А.В. Гончаров


The influence of geographical factors on the inhabitants of the rivers in the basin of the Ob River. It is shown that the basis of this effect are the fundamental laws of latitude, altitude and meridional zonation.

Формирование речных экосистем – водных биоценозов и окружаю-

щей их водной среды – в значительной степени определяется физико-географическими параметрами водосборных бассейнов рек. Бассейн Оби характеризуется резкой неоднородностью, поэтому можно ожидать соответствующих различий в составе и функционировании речных экосистем. Берущая начало в гляциально-нивальном поясе Алтайских гор и впадающая в Обскую губу Карского моря потоком двухкилометровой ширины, Обь вместе с верхними притоками, Бией и Катунью, трансформи-руется из горной реки в предгорную и равнинную: меженные уклоны водной поверхности в Фоминском (слияние Бии и Катуни) в 9 раз больше уклонов в Салехарде, скорость падает с 1,5 м/с до 0,6 м/с. Вместе с рекой эволюционирует и бассейн: меняются ландшафты и их функциональные особенности.

В основе влияния географических факторов на сообщества гидро-бионтов в реках рассматриваемого региона лежат фундаментальные законы широтной, высотной и меридиональной зональности. Первенствующим в данном случае является орографический фактор. В горах велики уклоны


49

местности; формирующиеся в горных странах реки также отличаются значительными уклонами водной поверхности. Из-за этого в них велики скорости течения, их русла сложены крупными наносами (валунами и галькой), передвижение воды имеет бурный характер. Кроме того, на горных реках далеко не всегда бывает ледостав, а вода в течение всего года насыщена растворённым кислородом вследствие интенсивной турбулент-ной аэрации. В данных условиях наибольшее развитие (биомассу и биораз-нообразие) демонстрируют сообщества макрозообентоса и фитоперифи-тона. Морфологические адаптации организмов направлены на удержание на субстрате: животные имеют обтекаемую форму тела и цепкие конеч-ности. Фитопланктон в горных реках практически отсутствует из-за слишком бурного течения воды. В ихтиофауне доминируют реофильные виды; биологическое разнообразие ихтиоценозов сравнительно не высоко. С точки зрения трофического статуса экосистемы горных рек являются олиготрофными.

Равнинные реки отличаются меньшими уклонами, иным грануломет-рическим составом руслообразующих наносов (преобладает песок, гораздо реже – ил и крупные наносы). Гидравлические характеристики водотоков позволяют образовываться на них в зимнее время постоянному ледяному покрову. Равнинные территории плотнее заселены, и потому на реки усили-вается антропогенное воздействие: увеличивается приток загрязняющих веществ и биогенов. При переходе от горных рек к равнинным изменяются и характеристики биоценозов. Сообщество макрозообентоса несколько беднеет (как в разнообразии, так и в биомассе) из-за неустойчивости песчаных русел и постоянного передвижения донных гряд. Зато гораздо большее развитие получает фитопланктон и бактериопланктон. На равнинных реках планктоценозы сами становятся действенным фактором формирования кислородного режима рек за счёт увеличения интенсивности продукционно-деструкционных процессов. Увеличивается биологическое разнообразие сообществ рыб. Трофность экосистемы реки возрастает.

Фактор широтной зональности обусловлен неодинаковым притоком солнечной энергии к различным участкам поверхности Земли. От количест-ва поступающей энергии зависит состав сообществ продуцентов, использу-ющих её для фотосинтеза, а также величина испарения с земной поверх-ности. На равнинных территориях прослеживается последовательная смена природных зон от низких широт к высоким. Фактор широты налагает


50

отпечаток и на гидрологические характеристики рек, в первую очередь, на их ледовый режим: например, по длине Оби продолжительность ледостава меняется от 130 до 200 дней.

Фактор меридиональной зональности выражается в степени конти-нентальности климата. В умеренной климатической зоне на обоих полушариях преобладает западный перенос влажных океанических воздуш-ных масс. Чем более удалена территория от западного берега континента, тем большую роль в определении её климата имеют арктические и тропические воздушные массы: он становится резким, увеличиваются амплитуды температур воздуха, уменьшается увлажнение.

Факторы меридиональной и широтной зональности оказывают значи-тельное влияние на гидрологический режим рек, а значит, воздействуют на биотопы, в которых развиваются сообщества гидробионтов.

Водный режим и русловые процессы Оби объясняют специфику её гидробиологического режима. Многочисленные пойменные водоёмы – старицы, отмирающие рукава, сообщающиеся с руслом реки в период половодья, образуют сложную разветвленную систему. Наиболее распространены, так называемые соры, соединённые между собой и руслом системой проток. Соры служат основным местом нагула для многих промыслов рыб.

Из-за гумидности климата, невысокой испаряемости и слабой дренированности территорий образуются большие болотные массивы, формирующие специфический гидрохимический фон. Для бассейна р. Оби характерно явление острого дефицита кислорода в зимний период, вызывающего заморы рыб. Большие количества органических веществ, формирующихся на болотах Западно-Сибирской равнины, поступают в речную систему и лишают воду кислорода в результате прохождения процессов его химического и биохимического потребления. Заморы обуславливают относительное обеднение ихтиоценозов, а также – повышенную миграционную активность рыб.

Ещё одним важным фактором формирования речных биоценозов, характерным для Оби в её средней и нижней части является водный и русловой режим. Растянутое половодье, длительное стояние высоких уровней воды и широкое распространение меандрирующих рек, формирует придаточную систему высокопродуктивных пойменных водоёмов – соров, создающих кормовую базу для рыб.


51

Антропогенная деятельность вносит значительный вклад в химичес-кий состав рек Обь-Иртышского бассейна. В первую очередь, речь идёт об интенсивной добыче нефти и газа, нефтехимической промышленности, деятельности объектов ЖКХ (Экология рыб… 2006). В воды Нижней Оби ежегодно поступает около 120 тыс. т нефтепродуктов, что негативно сказывается на рыбных ресурсах региона.

Анализ гидрохимических материалов Росгидромета позволил выявить особенности кислородного режима рек в бассейне Оби, связанные с тем, что амплитуда сезонных изменений кислорода в равнинных реках больше, чем в горных. Это объясняется резким снижением кислорода в медленнотекущих реках зимой и активной фотосинтетической аэрацией их вод летом (рис. 1).

020406080

100120140160180

янв.90 дек.90 дек.91 дек.92 дек.93 дек.94

О2, % р.Обь, Барнаул р.Обь, Александровское

Рис. 1. Сравнение сезонных изменений содержания кислорода реки Оби в верховьях (у г.Барнаула) и в среднем течении (у с.Александровское).


1. Экология рыб Обь-Иртышского бассейна. – М.: Товарищество науч-ных изданий КМК, 2006. – 596с.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 11-05-00285-а).


52

ЭФФЕКТИВНОЕ СБАЛАНСИРОВАННОЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ:

СТРУКТУРА, КРИТЕРИИ, УПРАВЛЕНИЕ Б.И. Кочуров, В.А. Лобковский, А.Я. Смирнов

Институт географии РАН, г.Москва, Россия

Человеческое общество не существует само по себе. Оно постоянно находится во взаимодействии с окружающей средой. Важнейшим является при этом достижение равновесия – такого взаимодействия природы и общества, при котором в ходе использования природной среды (для жизне-обеспечения общества) не нарушаются функции этого жизнеобеспечения [1, 2].

Функции жизнеобеспечения выполняются природными и преобразо-ванными ландшафтами. В природопользовании ландшафт рассматривается как хозяйственный объект освоения природной среды. При этом производи-тельные силы общества и силы природы (их потенциал) анализируется в единой природно-хозяйственной системе взаимодействий. В этом единстве процессы природопользования рассматриваются в общей системе планиро-вания и управления общественным производством (РФ в целом, Федераль-ные округа, регионы, муниципалитеты).

Так как масштабы хозяйственной деятельности человека приобрели глобальный характер, то достижение равновесия природы и общества возможно на пути эффективного природопользования. Эффективное природопользование на территории достигается в том случае, если ценность результатов этой общественно-производственной деятельности превышает ценность потребляемых при этом природных ресурсов.

Эффективность природопользования определяется как соотношение результатов хозяйственной (региональной) деятельности Р и затрат на их достижение 3, выраженных в сопоставимых единицах: Е = Р/3. Следова-тельно, эффективность есть безразмерная величина, число, показывающее, во сколько раз увеличится отдача единицы затрат ресурсов за счет их рационального использования.

Экономика регионов, как известно, представлена тремя производст-венными отраслями: добывающей, обрабатывающей (готовая продукция) и отраслями торговли и услуг, включая банковские. Отраслевые предпочте-ния развития региональной деятельности определяются, во-первых, исто-рико-географическими условиями соотношения «население – территория –


53

ресурсы – экономика» и, во-вторых, требованиями экономического разви-тия страны. В каждом регионе соответственно имеют место процессы всех трех отраслей.

Результаты расчетов эффективности природопользования по отрас-лям всех субъектов Российской Федерации определили не 3, а более групп регионов. Например, по расчетным данным за 2005 г., нами выделено 7 групп регионов по доминирующим отраслям.

С учетом использования возобновляемых и не возобновляемых ресурсов регионы России уже распределяются по девяти ресурсно-отраслевым группам: А – обрабатывающие отрасли и отрасли торговли и услуг, использующие возобновляемые и не возобновляемые ресурсы, Б – обрабатывающие отрасли, использующие возобновляемые и не возобновля-емые ресурсы; В – отрасли торговли и услуг, использующие возобновля-емые и не возобновляемые ресурсы; Г – обрабатывающие отрасли и отрасли торговли и услуг, использующие возобновляемые ресурсы; Д – обрабатывающие отрасли, использующие возобновляемые ресурсы; Е – отрасли торговли и услуг, использующие возобновляемые ресурсы; Ж – обрабатывающие отрасли и отрасли торговли и услуг, использующие не возобновляемые ресурсы; И – обрабатывающие отрасли, использующие не возобновляемые ресурсы; К – отрасли торговли и услуг, использующие не возобновляемые ресурсы.

По основным направлениям хозяйственного развития регионы России распределились по трем группам:

− «Обработка (производство)». Природа как предмет труда. Развитие производственных отраслей реальной экономики, прибыль-образую-щего и затратно-экологического секторов. Развитие от самоотвер-женного труда к гармонии производственных интересов.

− «Экоразвитие». Природа как среда обитания. Развитие заповедников, экополисов, экорекреаций, экоагрокомплексов. Антикризисное раз-витие от после кризисного развития к гармонии экологического развития.

− «Потребление». Природа как средство обогащения – кризисное развитие от гармонии согласованного равенства интересов или к дисгармонии предкризисного накопления денег и далее к после-кризисному опустошению за счет изъятия денег из социальных и производственных сфер.


54

Исходя из системности – важного фактора организации взаимосвязей производственных и социальных процессов – мы выделяем три группы регионов: системы – целостности, обладающие системной эффектив-ностью; агрегации – целостности, не обладающие системной эффектив-ностью; хаос – формации, не обладающие ни целостностью, ни системной эффективностью. На основе этого удалось представить федеральные округа и входящие в них субъекты как формации «система», «агрегации», «хаос». По результатам расчетов за 2006-2010 гг. наиболее близким, приближен-ным к формации «система высокоэффективного природопользования», нами был определен Уральский и Поволжский федеральные округа. Наиболее отдаленным от формации «система» был Дальневосточный и Северо-Кавказский федеральные округа – «хаос». Сибирский и Южный федеральные округа были отнесены к формации «агрегация».

На основе изучения эффективности природопользования в регионах России по различным отраслевым доминантам в системе «население – территория – ресурсы – экономика» предложены критерии эффективности регионального природопользования и пути к антикризисному состоянию регионов, испытывающих последствия финансового кризиса.

Это выявляется в ходе анализа трех соотношений: 1) показателей эффективности природопользования, выраженных в

натуральных величинах (НЭП), и эффективности природопользования, выраженных в монетарных величинах (МЭП);

2) показателей эффективности природопользования по прибыль-образующему (ЭПОС) и затратно-экологическому (ЭЗЭС) секторам;

3) показателей креативной активности населения общенационального направления (ОКАН) и креативной активности населения индивидуаль-ного направления (ИКАН).

Основные показатели эффективного природопользования, можно представить в виде орбит, образующих систему природопользования (рис. 1). На рис. 1 показана принципиальная схема структуры эффективного природопользования – в виде орбит важнейших показателей эффективного природопользования. В центре находится «справедливость» – понятие о должном, категория морально-правового сознания.

Справедливость (1) – справедливая цивилизация обеспечивает удовлетворенность трудом и благосостоянием у креативно активных слоев


55

населения. Формируется чувство ответственного отношения к своей цивилизации – гармония населения и территории.

Ноосфера (2) – креативная активность населения, добродетели народа, антропогенные ресурсы (все, что создано человеком).

Рис. 1. Орбиты важнейших показателей эффективности природопользования.

Социально-географический комплекс (3) – население, территория, ресурсы и взаимосвязи между ними.

Антикризисное развитие (4) – развитие высокоэффективных, высоко-прибыльных технологий природопользования провоцирует устремленность к личному обогащению за счет угнетения общенациональных интересов. Это порождает опасность экономических кризисов и требует принятия антикризисных мер.

Высокоэффективное научно обоснованное природопользование (5) – устремленность к высокоэффективному природопользованию требует научно обоснованных технологий природопользования, ограничивающих строгими научно обоснованными пределами ресурсопотребления.

Система (6) – единство целей, взаимосвязей, взаимоотношений, соз-дающих дополнительный позитивный фактор – системную эффективность, эмерджентность – системный вклад в наращивание эффективности природопользования.

Обострение проблем использования природных ресурсов выводит также на первый план необходимость широкого освоения культуры природопользования.

Культура – универсум искусственных объектов, созданный челове-чеством в процессе освоения природы [5]. Понятие «Культура» употребля-ется также для обозначения уровня совершенства того или иного умения. Особую роль в культуре играет система образования, поскольку культурное наследие не воспроизводится само собой и требует сознательного отбора,


56

передачи и освоения. При этом, культура не только поощряет и закрепляет необходимые для нее качества, но и выступает как репрессивная сила, осуществляющая при помощи системы запретов, разделение «своего» и «чужого».

Культура и природа – (оппозиция культура и природа). Культура всё то, что создано руками и умом человека в процессе его исторической деятельности. Природа всё существующее и не созданное человеком. Культура представляет собой то, что не имело бы места и не способно было бы удерживаться в дальнейшем без постоянных усилий и поддержке человеком. Природа то, что не является предметом человеческой деятельности и может существовать независимо от нее. С расширением сферы культуры природная среда соответствующим образом сужается; если культура хиреет, съёживается и гаснет, сфера природного расширяется.

Природопользование – 1) сфера общественно-производственной деятельности, направленной на удовлетворение потребностей человечества с помощью природных ресурсов; 2) научное направление, изучающее принципы рационального использования природных ресурсов, в том числе анализ антропогенных воздействий на природу и их последствий для человека [6].

С учетом приведенных определений, и ориентируясь на задачи природопользования реальной экономики, понятие «культура природополь-зования» можно представить следующим образом.

С учетом приведенных определений, и ориентируясь на задачи природопользования реальной экономики, можно представить понятие «Культура природопользования» следующим определением.

Культура природопользования – обретённые знания, умения и навыки освоения природы, определяющие уровень ответственного потребления природных ресурсов в сфере общественно-производственной деятельности, направленной на удовлетворение потребностей человечества. Это также научное направление, изучающее принципы рационального использования природных ресурсов, в том числе факторы антропогенных воздействий на природу и их последствия для человека. При этом культура природопользования не только поощряет и закрепляет необходимые для этого правила и нормы, но и выступает как координирующая сила, осуществляя при помощи системы запретов, различение «добра» и «зла» для человечества и природы в процессах природопользования, регулиро-


57

вание хозяйственной деятельности на территории с учетом природно-ресурсного потенциала природных систем и их устойчивости.

На наш взгляд, важнейшим направлением реализации культуры природопользования является развитие ментальных качеств живого квалифицированного труда (добродетелей народа и креативной активности населения). Все это способствует повышению эффективности природополь-зования, которая создается трудом населения региона, в пределах территории региона, путем использования и переработки предмета труда – региональных запасов природных ресурсов в экономически значимые привлекательные полезности или рыночный товар.

Культура природопользования – это мембрана, сквозь которую человек взаимодействует с природой. Если культура природопользования низкая или ее нет вовсе, то мы «не можем искать милостей от природы, взять их – наша задача», и, тем самым, мы становимся грабителями своего же дома. Если мы обладаем истинной культурой природопользования, то мы можем существовать в гармонии с природой, создавая взаимосбере-гающие, взаимощадящие, взаимообогащающие технологии высокоэффек-тивного научно обоснованного природопользования (рис. 2).

Действующие лица

Цивилизация потребления

Кул

ьтур

а пр

ирод

опол

ьзов

ания

↓

↓

Мир кротких – Справедливая система высокоэффективного

научно обоснованного природопользования

ПОТРЕБЛЕНИЕ Природа как

средство обогащения

ЭКО-РАЗВИТИЕ. Природа как

среда обитания

ОБРАБОТКА. Природа как среда жизне-обеспечения

Естествоиспытатели, геологи, географы, ландшафтоведы, био-логи, почвоведы и др.

Наводчики Экскурсоводы и хранители

природных богатств

Проектировщики- инженеры

Взломщики Специалисты по освоению природных богатств как средства

жизнеобеспечения Предприниматели Грабители Кормильцы

Рис. 2. Принципиальная схема развития Российской цивилизации от мира потребления к миру кротких


58

В цивилизации потребления, где природа рассматривается как средство обогащения, естествоиспытатели, геологи, географы, ландшафто-веды, биологи, почвоведы выступают как наводчики, проектировщики – инженеры – как взломщики, а предприниматели – как грабители природных ресурсов. В цивилизации кротких, природа – это среда обитания и жизнеобеспечения. Здесь все естествоиспытатели являются экскурсоводами и хранителями природных богатств, проектировщики-инженеры – специа-листами по освоению природных ресурсов, а предприниматели – людьми, обеспечивающими всем необходимым общество. Таким образом, Россия должна строить противоположный миру потребления мир кротких, мир рачительного, высокоэффективного, справедливого хозяйствования. Только на таких условиях может и должна развиваться цивилизация XXI века.

Список используемой литературы 1. Кочуров Б.И., Смирнов А.Я., Лобковский В.А., Лобковская Л.Г.

Оценка и мониторинг эффективности регионального природополь-зования // Научное наследие Петра Петровича Семенова-Тян-Шанского и его роль в развитии современной науки // Материалы Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения П.П. Семенова-Тян-Шанского. Липецк, 2007. – С.101-122.

2. Кочуров Б.И., Лобковский В.А., Смирнов А.Я. Эффективность регио-нального природопользования: методические подходы / Проблемы региональной экологии, 2008, №4. – С.61-70.

3. Кочуров Б.П., Лобковский В.А., Смирнов А.Я., Лобковская Л.Г. Критерии и показатели эффективности природопользования как процессов региональной деятельности// Проблемы региональной экологии, 2011, №1. – С.36-43.

4. Рунова Т.П. Природопользование на современном этапе и географи-ческие подходы к его изучению и оценке // Оценка и прогноз природопользования в развитии регионов. – М.: Ин-т геогр. АН СССР, 1998. – С.10-20.

5. Философия. Энциклопедический словарь. Под ред. д. филос.н. А.А. Ивина. – М.: Гардарики, 2004. – 1072с.

6. Большой энциклопедический словарь. Под ред. акад. А.М. Прохорова. – М.: «Советская энциклопедия», 1991, т.2. – 768с.


59

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ ВИДОВ РУЧЕЙНИКОВ (TRICHOPTERA), СОВМЕСТНО ОБИТАЮЩИХ В РАЗНОТИПНЫХ ВОДОЕМАХ БАССЕЙНА

РЕКИ КЛЯЗЬМЫ И.А. Лавров Владимирский институт туризма и гостеприимства, г.Владимир, Россия

Caddis flies have an enormous part in terrestrial and water-based ecosystems

being one of the key links in food chains. Their larvae inhabit various biotopes. They are highly sensitive to water contamination. Subject to a complex of non-biological and biotic factors, caddis flies are able to inhabit these or those biotopes in the territory of the River Klyazma, creating complexes of species inside them.

Личинки большинства ручейников обладают высокой экологической

пластичностью, однако для них, как и для большинства других видов насекомых существует приуроченность к тому или иному месту обитания. Они как амфибионты большую часть жизненного цикла проводят на фазе личинки в водной среде, представленной либо водоемами со стоячей или проточной водой, либо текущими водоемами.

С 2003 по 2011 года нами было исследовано 27 типов биотопов бассейна реки Клязьмы, в различной степени заселенных личинками ручейников. Все они были разбиты на 4 группы: водоемы с текущей водой, водоемы с проточной водой, водоемы со стоячей водой и временные водоемы. В каждом из этих биотопов выделяли несколько экологических зон, которые существенно различались между собой экологическими абиотическими и биотическими факторами, видовым составом личинок.

Установлено, что наиболее четкое распределение личинок ручейников различных видов по экологическим зонам (стрежень, рипаль, литораль, область зарослей и др.) происходило в крупных реках, озерах и прудах. В небольших ручьях и временных водоемах, где эти экологические зоны не так заметно выражены, личинки ручейников всех обитающих в них видов распределялись более равномерно по всей поверхности их дна.

В сходных по экологическим условиям встречаются определенные группы видов ручейников. Это позволило выделить биотопы со специфи-ческими абиотическими и биотическими условиями среды и комплексами, обитающих в них видов (табл. 1).


60

Таблица 1 Комплексы видов, которые приурочены к определенным биотопам и их

индексы встречаемости (ИВ) в водоемах бассейна реки Клязьмы Название биотопа

Встречаемые виды Число видов

ИВ, %

1 2 3 4 1. Водоемы с текущей водой 1.1. Большие равнинные реки

Neureclipsis bimaculata, Hydropsyche angustipennis, H. contubernalis, H. ornatula, H. pellucidula, Brachycentrus subnubilus

6 10,9

1.2. Средние и малые реки

Limnephilus bipunctatus, L. decipiens, L. elegans, L. flavicornis, L. lunatus, L. nigriceps, L. politus, L. rhombicus, L. stigma, Rhyacophila nubila, Rh. obliterata, Neureclipsis bimaculata, Plectrocnemia conspersa, Hydropsyche angustipennis, Molanna angustata, Oecetis ochracea, Brachycentrus subnubilus, A. brevipennis, A. furcata, Asynarchus lapponicus, Chaetopteryx sahlbergi, Glyphotaelius pellucidus, Halesus radiates, Nemotaulius punctatolineatus, Potamophylax latipennis, P. rotundipennis

26 47,3

1.3. Ручьи с чистой водой на открытой местности

Limnephilus auricula, L. bipunctatus, L. borealis, L. flavicornis, L. lunatus, L. nigriceps, L. politus, L. rhombicus, Rhyacophila obliterata, Plectrocnemia conspersa, Polycentropus flavomaculatus, Hydropsyche angustipennis, Oligostomis reticulata, Molanna angustata, Notidobia ciliaris, Anabolia furcata, A. laevis, Asynarchus lapponicus, Chaetopteryx sahlbergi, Chaetopteryx villosa, Halesus radiatus, Potamophylax latipennis, P. rotundipennis

23 41,8

1.4. Лесные ручьи

Limnephilus bipunctatus, L. borealis, L. sericeus, L. vittatus, Rhyacophila obliterata, Plectrocnemia conspersa, Hydropsyche angustipennis, Molanna angustata, Athripsodes aterrimus, Glyphotaelius pellucidus, Halesus radiatus, Ironoquia dubia, Potamophylax latipennis, P. rotundipennis, Stenophylax permistus

15 27,3


61

Окончание табл. 1 1 2 3 4

2. Водоемы с проточной водой 2.1. Пруды с чистой проточ-ной водой

Limnephilus bipunctatus, L. centralis, L. decipiens, L. flavicornis, L. politus, L. rhombicus, L. stigma, Agrypnia obsoleta, A. pagetana, Oligotricha striata, Phryganea bipunctata, Molanna angustata, Athripsodes aterrimus, Mystacides longicornis, Triaenodes bicolor, Anabolia laevis, Glyphotaelius pellucidus, Nemotaulius punctatolineatus

18 32,7

2.2. Слабо проточные рвы и канавы

Limnephilus elegans, L. politus, L. rhombicus, L. stigma, Grammotaulius nitidus, G. signatipennis, Ironoquia dubia, Nemotaulius punctatolineatus

8 14,5

3. Водоемы со стоячей водой 3.1. Озера Limnephilus centralis, L. flavicornis, L. politus,

L. rhombicus, L. stigma, Phryganea bipunctata, 12 21,2

Athripsodes aterrimus, Mystacides longicornis, Triaenodes bicolor, Anabolia brevipennis, Glyphotaelius

pellucidus, Nemotaulius punctatolineatus 3.2. Пруды, запруды

Limnephilus centralis, L. flavicornis, L. igna-vus, L. politus, L. rhombicus, L. stigma, Oligo-tricha striata, Phryganea bipunctata, Molanna angustata, Triaenodes bicolor, Glyphotaelius pellucidus, Grammotaulius sibiricus

12 21,2

3.3. Водоемы, образованные бобровой плотной

Limnephilus politus, L. rhombicus 2 3,6

3.4. Заболочен-ные водоемы, болотца

Limnephilus elegans 1 1,8

4. Временные водоемы 4.1. Весенние лужи с чистой водой

Limnephilus centralis, L. stigma, L. vittatus, Agrypnia obsoleta, A. picta, Anabolia brevipennis

6 10,9

4.2. Весенние заболоченные лужи

Limnephilus ignavus, L. incisus, Oligotricha striata, Trichostegia minor, Anabolia brevipen-nis, Glyphotaelius pellucidus, Ironoquia dubia

7 12,7


62

Оказалось, что наибольшее число видов ручейников (26) заселяет средние и малые реки. Это виды 23 вида предпочитают ручьи с медленно текущей чистой водой, 18 – пруды с чистой или умеренно загрязненной водой, 15 – обнаружены в лесных ручьях и 12 видов адаптировались к обитанию в прибрежной части озер, включая области с обилием водной растительности в виде зарослей. Достаточно большое число видов (8) способно обитать в слабопроточных рвах и канавах. Меньше всего видов обнаружено в приустьевых участках рек и на каменистом участке дна озер средней величины. Обитателями временно-существующих в весенний период водоемов являются 12 видов ручейников, из них 6 видов предпочитают весенние лужи с малым содержанием органики и довольно чистой водой, а 7 видов (то есть довольно большое число) способны хорошо развиваться в заболоченных лужах из-за наличия в них достаточ-ного количества пищи (табл. 1).

Из этого следует, что личинки ручейников в отношении освоения водной среды и типов акваторий являются весьма полибионтными насекомыми. На территории бассейна реки Клязьмы практически нет водоемов, в которых не способны развиваться ручейники, принимать участие в водных экосистемах в качестве консументов и служить пищей для других организмов. Исключение составляют только водоемы, где степень загрязнения воды не позволяет ручейникам осуществлять циклы своего развития – в полисапробных и сильно эвтрофизированных водоемах.

ГЕОТЕКТОНИЧЕСКАЯ РОЛЬ РЕЧНЫХ БАССЕЙНОВ И.М. Мерцалов

ФГУНПП «Аэрогеология», г.Москва, Россия

Генетическая связь живых организмов с жидкой водой и некоторое сходство в их поведении наиболее ярко проявлена в речных бассейнах, где вода сливается с биосферой в единое и неразделимое целое, создавая самые жизнетворные системы континентов. И в тектоносфере процессы разуплотнения субстрата, поднимающие континенты во благо биосферы, тоже происходят с участием воды. При этом на перемещения терригенных масс водными потоками речных бассейнов глубинные упруго-замкнутые гидросистемы «отзываются» гидроразрывами, провоцируя тектонические подвижки. Реки, выработавшие


63

транзитный, уравновешенный режим, перестают доставлять недрам беспокойство и те отвечают взаимностью. В настоящее время нарушают естественный режим рек и тектонический покой недр крупные искусственные водохранилища. Кремаста, Койна, Сычуань.

Речные бассейны – это прежде всего жидкая вода. «Одушевленной» водой немецкий философ Э.Г. Дюбуа-Раймон и В.И. Вернадский называли и живые организмы [11, с.838], основным поведенческим свойством которых является противление законам классической, «мертвой» механики и физики. Но ведь и чистейшая вода тоже «не подозревает о правилах химии и законах физики» [2, с.307]. И то, что «куда бы мы ни отправились на Земле, даже в самую неблагоприятную для жизни окружающую среду, если там есть жидкая вода и какие-либо источники химической энергии, мы обнаружим жизнь» [2, Джей Бергстрал, с.270], не вызывает ни малейшего удивления. Как и то, что «неодушевленные» воды речных бассейнов слились с биосферой в единое и неразделимое целое и стали самыми жизнетворными системами континентов. Тем более, что и твердая основа речных бассейнов – сами континенты, «главный плацдарм и арена эволю-ции», созданы при активном участии биосферы, будто по ее заказу и ради ее благополучия [11, С.П.Горшков, с.563-569]. Биосфера определяет места накопления и локализует сверхмощные осадочные толщи – тепловые экраны, вызывающие перегрев их основания [7-8]. Из этих же толщ посту-пает в перегретый нижележащий субстрат и вода, которая стимулирует его плавление и разуплотнение даже под тяжестью осадочных масс. «Тектоно-сфера» только в качестве глубинной гидросферы смогла поднимать континенты [9-10].

Седиментационные воды осадочных бассейнов под воздействием градиента температуры начинают переносить компоненты твердой фазы из подошвы своего коллектора под его кровлю, а сам рабочий раствор оттесняется вниз, в корродируемую подошву [3-6]. То есть, даже своим глубинным системам вода придает свойства живых организмов. Взаимо-замены твердой фазы и раствора в этих системах напоминают «обмен веществ», происходящий вопреки силам тяготения и даже закону Архи-меда. Процесс сопровождается превращением части энергии кристалли-ческих решеток породообразующих минералов в теплоту [5].


64

По мере движения к перегретым очагам давление раствора (при надкритических температурах – «флюида») в гидросистемах нарастает до величин литостатического, что является причиной производства гидрораз-рывов. Движение гидросистем на глубину прекращается, когда флюид начинает выполнять роль флюса, понижающего температуру плавления силикатов. Насыщенный флюидом расплав оказывается в еще более напря-женном состоянии, чем создавшие его гидросистемы. Чем более насыщена тектоносфера теплотой и водосодержащими системами, тем более она чувствительна к внешним воздействиям, на которые отвечает гидро-разрывами, тектоническими подвижками и магматической активизацией.

Нарушают упруго-напряженный покой глубинных гидросистем изменения нагрузки на твердый каркас их коллекторов, что происходит при перемещениях терригенного материала на поверхности. Речные бассейны, в пределах которых выработался уравновешенный, транзитный режим, перестают доставлять недрам беспокойство и недра отвечают взаимностью. Кроме того, заметим, что речные потоки эродируют только ту часть осадочно-метаморфического покрова континентов, которая находится выше базиса эрозии. Оставшаяся часть покрова продолжает сохранять территорию от океанизации, уничтожающей сушу.

А основу для прироста благоприятной для жизни суши реки создавать могут, поставляя и накапливая терригенный (он же и континентообразующий) материал на прилегающих к их устьям окраинах морских акваторий. Так что и геотектонические функции речных бассейнов вполне соответствуют их сущности как жизнеутверждающих систем. Конечно, и в этих системах эрозия доставляет биосфере неприятности, и глубинную гидросферу они тревожат, но это уже на уровне «милые ссорятся – только тешатся». Провоцировать и усиливать такие ссоры стали наши вторжения в естественный режим рек. Уже вполне достаточно свидетельств того, как наши рукотворные плотины и глубокие искусствен-ные водохранилища, создаваемые в геологическом масштабе времени мгновенно и нарушающие естественный режим рек, тотчас вызывают возмущение и глубинных водных систем. В Греции – Кремаста, в Индии – Койна, в Китае – Сычуань.

Вся геологическая история фанерозоя обусловлена взаимодействием экзогенных и глубинных водных систем. Деятельность этих систем


65

производит эффект разумной направленности геологического развития Земли на сохранение и развитие жизни, превращение Земли в биопланету.

Изложенное гармонирует с геофизиологией – наукой о феноменах и процессах, происходящих на Земле как на живой планете [11, В.Э. Крум-байн, А.В. Лапо, с. 672-674], особенно с высказыванием автора гипотезы Геи, английского ученого Джеймса Лавлока (Принстон, 1969 г.): «вполне возможно, Земля существует в форме гигантского живого организма ... с определенной целью: создать среду для поддержания жизни…». Заметим, что Д. Лавлок после ознакомления с «Биосферой» В.И. Вернадского безоговорочно признал себя его последователем [11, с. 556-557].


1. Белоусов В.В. Основные вопросы геотектоники. – М., Госгеолиздат, 1962.

2. Брайсон Б. Краткая история почти всего на свете. – Гелеос, 2007. 3. Мерцалов И.М. К теории гидротермального рудообразования. Изв.

АН СССР, сер. геол., №8, 1964. 4. Мерцалов И.М. О роли воды в первичной миграции и накоплении

углеводородов. ДАН, т. 253, №3, 1980. – С.682-684. 5. Мерцалов И.М. Геохимические аккумуляторы и движущиеся

автоклавы. ДАН, т.265, №4, 1982. – С.966-968. 6. Мерцалов И.М. Глубинные гидросистемы – сепараторы литофобных

веществ. Материалы конференции «Современное состояние наук о Земле», посвященной памяти В.Е.Хаина. (http://khain2011.web.ru). 2011. – С.1253-1258.

7. Мерцалов И.М. Влияние биосферы на геотектонику (геобиотекто-ника). Сб. Система «Планета Земля». – М., РОО «Гармония», 2003. – С.321-334.

8. Мерцалов И.М. Тектоносфера Земли как результат деятельности биосферы. Материалы конференции «Современное состояние наук о Земле», посвященной памяти В.Е. Хаина. (http://khain2011.web.ru). 2011. – С.1259-1263.

9. Мерцалов И.М. Почему Земля стала биопланетой. Доклады 3-й Международной научной конференции «Геоэкологические проблемы современности». – Владимир, ВГГУ. 2010. – С.194-197,

http://khain2011.web.ru

http://khain2011.web.ru


66

10. Мерцалов И.М. Почему, зачем и по каким правилам Земля стала биопланетой. Сб. «Система планета Земля». – М., ООО «ЛЕНАНД», 2011. – С.314-324.

11. Сб. «В.И.Вернадский: prо еt соntrа». – С-Петербург, 2000.

БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ МАКРОФИТОВ В УСТЬЕВОЙ ОБЛАСТИ ВОЛГИ

С.А. Полякова МГУ им. М.В. Ломоносова, г.Москва, Россия

The paper is based on results of geochemical investigations of aquatic

landscapes within the Volga River Mouth Area, conducted in 2010. The main purpose was to reveal role of water plants as a factor, which influence on sedimentation of suspended matter and accumulation of heavy metals. During the study plants belonging to different morphological groups were considered. Concentrations of heavy metals differ from one group to another and depend on ability of species to accumulate suspended matter on their surfaces and hold heavy metals inside their bodies.

Введение. В настоящее время во многих регионах мира происходит

загрязнение речных систем тяжелыми металлами (ТМ). Важной преградой на пути миграции ТМ, содержащихся в воде и взвешенных наносах, является область впадения реки в море. На осаждение ТМ в значительной мере оказывает влияние резкое уменьшение гидродинамической актив-ности водотоков при выходе на устьевое взморье, однако значительную роль в их аккумуляции играют и высшие водные растения (макрофиты), широко распространенные на мелководье и играющие роль биофильтра.

Цель проведенных исследований заключалась в выявлении геохими-ческих особенностей аккумуляции тяжелых металлов макрофитами мелко-водного устьевого взморья Волги. Как показали предшествующие работы (Лычагин и др., 2011), в этой части акватории устьевой области Волги формируется одна из геохимических барьерных зон на пути потоков веществ, приносимых Волгой в Каспийское море.

Основными задачами исследований являлись: выявление общих закономерностей накопления тяжелых металлов водными растениями, анализ зольности растений и уровней содержания ТМ в растениях устьевой области Волги, выявление индикаторных видов.


67

Объекты и методы. В основу работы положены материалы полевых и лабораторных исследований, проведенных по проекту РФФИ № 10-05-00791 в 2010 году. Проект, выполняемый под руководством акад. Н.С. Касимова, направлен на получение информации о фоновой геохимической структуре наземных и аквальных ландшафтов устьевой области Волги, оценку современного геохимического состояния водных объектов, выявление тенденций геохимических изменений в аквальных ландшафтах в связи с изменяющейся антропогенной нагрузкой. Полевые работы проводились в Астраханской области на территории Дамчикского участка Астраханского государственного природного биосферного заповедника.

Дельта Волги представляет собой аллювиальную равнину с густой сетью рукавов (ответвлений русла реки), проток (более мелких водотоков, как с активным гидродинамическим режимом, так отмирающих), ериков (проток, характеризующихся неактивным гидродинамическим режимом), множеством озер (ильменей) и заливов (култуков) (Михайлов, 1997). Полевые исследования включали в себя водные маршруты, которые выбирались таким образом, чтобы точками опробования были охвачены участки проток и ериков с различным гидродинамическим режимом, а именно, участки выше устья, устьевая часть и акватории вблизи впадения водотоков. Также проводились исследования открытой акватории устьевого взморья на некотором удалении от мест впадения водотоков.

В ходе маршрутов в точках наблюдений проводились полевые описания аквальных комплексов, в том числе описание и отбор проб растительности. Также отбирались колонки донных отложений, давалась характеристика их морфологического строения; определялись глубина воды, температура, pH, Eh воды и донных осадков.

В ходе исследования основное внимание было уделено таким видам растений, как роголистник темно-зеленый, водяной орех (чилим) и лотос орехоносный. В меньших количествах были отобраны пробы сальвинии плавающей, рдеста, тростника южного, ежеголовника прямого и валлис-нерии. Эти виды были выбраны из-за широкой амплитуды условий произ-растания и различной способности к концентрированию ТМ. По резуль-татам ранее проведенных исследований (Лычагина, Касимов, Лычагин, 1998), роголистник и сальвиния характеризуются безбарьерным поглощением ТМ и способны к групповому концентрированию химических


68

элементов, в то время как ежеголовник и тростник характеризуются слабым концентрированием микроэлементов.

В лабораторных условиях проводилось определение содержаний тяжелых металлов (Zn, Ni, Co, Cu, Pb, Cr, Cd) в растениях с использованием методов мокрого озоления и атомной абсорбции (Батоян и др., 1990), а также определение зольности растений.

Результаты исследований. Зольность водных растений является индикатором осаждения на них минеральных взвешенных частиц. Чем больше содержание зольных элементов, тем больше масса осажденных на растении взвесей. Зольность проб, отобранных на Дамчикском участке Астраханского заповедника, варьирует в широких пределах (табл. 1).

Таблица 1

Зольность водных растений на Дамчикском участке (данные автора) Ста-тисти-ческие пара-метры Ч

илим

(n=2

2)

Лот

ос (n

=21)

Рого

листни

к (n

=18)

Сал

ьвин

ия

(n=8

)

Рдест

(n=7

)

Трос

тник

(n=4

)

Ежегол

овни

к (n

=4)

Вал

лисн

ерия

(n

=3)

среднее 37,4 14,7 57,8 56,5 46,1 10,0 18,2 52,5 max 98,5 68,9 82,1 74,7 57,3 11,5 44,6 58,9 min 15,0 7,8 25,2 28,7 27,2 8,4 10,0 40,4 К вар.% 59 88 34 28 26 13 82 20 *k вар. – коэффициенты вариации, %

Максимальные значения зольности растений были получены для

чилима, роголистника и сальвинии. Роголистник и сальвиния также характеризуются наибольшими средними значениями зольности, которая составляет около 57%. Это объясняется морфологическими особенностями растений. Чилим относится к разнолистным гидрофитам – растениям, плавающим на поверхности воды. Он имеет длинные ползучие корневища, надводные и подводные округлоэллиптические листья. Сальвиния относится к мелколистным гидрофитам, она имеет мелкие тонкие листья и длинные водные корешки. Роголистник является погруженным растением. Он обладает длинными стеблями и прозрачными листьями, расчлененными


69

на мелкие нитевидные дольки. Воздухоносные полости и большие межклетники составляют существенный объем роголистника, что позволяет ему находиться во взвешенном состоянии в воде. Такое морфологическое строение способствует осаждению на рассматриваемых видах растений большого количества взвеси.

Наименьшими средними значениями зольности характеризуются тростник и лотос: 10 и 14,7% соответственно. Они входят в группу гигро-фитов (прибрежно-водных растений). Тростник относятся к узколистным надводным растениям с лентовидными или линейно-ланцетными листьями, а лотос – к крупнолистным и широколистным. Относительно небольшое осаждение взвесей на этих видах растений связано с их частичной погруженностью в воду и более крупным размером листьев. В отличие от вышерассмотренных растений, зольность тростника и лотоса близка к зольности наземных растений. Например, средняя зольность злаков и бобовых составляет 5-10% (Авессаломова, 2007).

Результаты определения содержания ТМ (Zn, Ni, Co, Cu, Pb, Cr и Cd) в сухом веществе водных растений (табл. 2) показали, что среди изученных видов наибольшим накоплением ТМ характеризуется сальвиния. Для нее выявлены наибольшие средние значения практически всех ТМ. Также вы-соким средним содержанием ТМ характеризуется рдест. В нем обнаружены наибольшие средние содержания Cu и Cd (7,0 и 0,9 мг/кг соответственно).

Наиболее контрастные содержания ТМ характерны для лотоса. В нем обнаружены максимальные содержания Zn, Ni, Cu, Cr, а также близкие к самым высоким значения Co и Pb. Лотос также входит в число видов, в которых были обнаружены минимальные концентрации большинства ТМ. Из этого следует наибольшее варьирование значений содержания ТМ. Возможно, это связано с наибольшим среди других растений варьиро-ванием значений зольности, обусловленной количеством аккумулиро-ванной на поверхности растения взвеси.

Наименьшие средние значения Zn, Ni, Co и Cu были обнаружены в пробах тростника. По-видимому, это связано с относительно слабым осаждением речной взвеси на его листьях.


70

Таблица 2 Содержание ТМ в сухом веществе макрофитов, мг/кг (данные автора)

ТМ

Стати-сти-

ческие пара-метры Ч

илим

(n=2

2)

Лот

ос (n

=21)

Рого

листни

к (n

=18)

Сал

ьвин

ия

(n=8

)

Рдест

(n=7

)

Трос

тник

(n=4

)

Ежегол

овни

к

Вал

лисн

ерия

(n

=3)

Zn

среднее 19,1 15,9 18,4 38,4 25,7 11,7 11,8 15,2 max 45,4 66,3 47,8 56,8 42,5 14,1 24,2 20,6 min 6,1 6,6 7,1 14,3 9,9 9,4 5,2 8,0 К вар.% 48 78 60 45 41 19 66 43

Ni


Co


Cu


Pb


Cr


Cd


*k вар. – коэффициенты вариации, %


71

ВЫВОДЫ 1. Выявлены растения-концентраторы тяжелых металлов, а именно

сальвиния, для которой характерны наибольшие средние содержания Zn, Ni, Co, Pb и Cr, и рдест, для которого помимо высоких средних значений большинства ТМ были получены наибольшие средние значения Cu и Cd среди всех рассматриваемых растений.

2. Чилим, сальвиния и роголистник характеризуются наиболее ярко выраженной способностью к аккумуляции взвешенных наносов, о чем свидетельствует их очень высокая зольность, существенно превышаю-щая среднюю зольность наземных растений.

3. Геохимическое изучение макрофитов дает возможность оценить поступление минеральной взвеси на морской край дельты и количест-венно оценить массу тяжелых металлов, которые оседают на дно, будучи аккумулированы водными растениями.


1. Авессаломова И.А. Биогеохимия ландшафтов. – М.: Географический ф-т МГУ, 2007. – 162с.

2. Батоян В.В., Гришечкина М.В., Зайцев Н.К., Кучеряева В.В., Моисеен-ков О.В., Соловьев Г.А., Шахпендерян Е.А. Инструментальные физико-химические методы анализа в ландшафтно-геохимических исследованиях: Учебное пособие. – М.: Изд-во Московского ун-та, 1990. – 90с.

3. Лычагин М.Ю., Касимов Н.С., Курьякова А.Н., Крооненберг С.Б. Геохимические особенности аквальных ландшафтов дельты Волги // Известия РАН. Сер. Географическая. 2011. №1. – С.100-113.

4. Лычагина Н.Ю., Касимов Н.С., Лычагин М.Ю. Биогеохимия макро-фитов дельты Волги. – М.: Географический ф-т МГУ, 1998. – 84с.

5. Михайлов В.Н. Устья рек России и сопредельных стран: прошлое, настоящее и будущее. – М.: ГЕОС, 1997. – 413с.


72

ВАЛОВЫЕ И ПОДВИЖНЫЕ ФОРМЫ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВАХ МАЛЫХ

ЭРОЗИОННЫХ ФОРМ БАССЕЙНА Р. ПРОТВА О.А. Самонова, Е.Н. Асеева


Surface soil horizons of two small erosion systems (a gully and a balka), which are located in the central part of the Protva basin (south-eastern part of Smolensko-Moskovskaya Upland) have been analyzed to reveal spatial patterns in the distributions of particle-size fractions, humus content, pH values, bulk content of Ba, Ti, Zr, Mn, Co, Zn, Cu, Pb, Cr, V, Ni, Sn, and mobile forms of Fe, Mn, Cu, Ni, Co, Cr, Zn, Pb (extracted by 1M HNO3). Statistical methods were applied to reveal the relationship between the parameters. The results have shown that the concentrations of bulk forms of Ti, Zr, Mn, Zn, V, and mobile forms of Fe, Mn, Cu, Co, Cr, Zn, Pb are higher in soils of the mature system − balka. The distribution of the metals along the thalwegs, from the upper to the lower sections of the studied forms, show a decrease in the bulk forms of Cu, Ni, Sn (to a less extent for Pb), and mobile forms of Mn, Cu, Pb, Zn, Co, Fe, Cr, Ni in the balka; bulk forms of Ba, Ti, Cr, V (to a less extent for Mn, Sn, Zr) and mobile forms of Mn, Cu, Pb, Zn, Co in the gully. These patterns correspond well with the trends in humus and silt-particles distributions and may advocate the migration activity of the elements in the studied environments. The patterns of spatial distribution of various parameters prove that gully can be considered as a transfer system and balka as an accumulation system.

Дифференциация валовых содержаний металлов и подвижных форм

их соединений в различных типах почв, корреляционная связь с физико-химическими свойствами почв, почвообразовательными процессами изуча-ются на протяжении нескольких десятилетий. Построены и исследованы статистические модели, отражающие количественные зависимости содер-жаний подвижных форм металлов от основных почвенно-геохимических факторов. Широко используется катенарный подход при изучении поведения металлов. Распределение содержаний металлов в системах более сложного уровня организации, чем катены, например, в бассейновых каскадных ландшафтно-геохимических системах, в настоящее время практически не описано в литературе. При бассейновом подходе к изучению геохимии природных ландшафтов овражно-балочные системы рассматриваются как главное связующее звено между склонами между-речья и русловой сетью; они могут служить моделью локальных каскадных


73

ландшафтно-геохимических систем. В связи с этим геохимические параметры малых эрозионных форм (оврагов и балок) − важная составная часть характеристики геохимической структуры речного бассейна. Актуальность таких исследований имеет практические аспекты: депрессии рельефа, к которым относятся овраги и балки, часто служат для сброса загрязняющих веществ, дальнейшее поведение которых определяет эколого-геохимическое состояние территории.

Цель работы − комплексная сравнительная характеристика поведения валовых и подвижных форм металлов в двух малых эрозионных формах − овраге и балке, геохимическая оценка этих объектов, как целостных систем.

Овраг и балка отличаются морфологическим обликом и имеют разный возраст. Они расположены на левом берегу р. Протва, на территории Сатинского учебного полигона МГУ. Малые эрозионные фор-мы рассматривались как единые системы, в которых все звенья (склоны – днище – конус выноса) находятся в тесном взаимодействии между собой и с окружающими трансэлювиальными ландшафтами водосборной части и склонов. В крест простирания оврага и балки были заложены профили (3 в овраге и 4 в балке); расстояние между ними в среднем составляло 100 м; на каждом из них, из слоя 0−10 см (гумусового горизонта), отобраны пробы почв: на трансэлювиальных ландшафтах, в 2-3 м от бровки оврага или балки; на средних частях склонов; в днищах и на конусах выноса. По днищам оврага и балки пробы отбирали между профилями через 35-40 м. В пробах определено значение рН KCL, содержание Сорг. по Тюрину; валовое содержание Mn,Cu,Ni,Co,V,Cr,Zn,Pb,Ti,Zr,Sn,Sr,Ba – приближенно-коли-чественным спектральным методом, содержание подвижных форм Fe,Mn,Cu,Ni,Co,Cr,Zn,Pb – атомно-абсорбционным методом на спектро-фотометре Hitachi 180/70, в вытяжке 1M HNO3. Гранулометрический анализ выполнен пирофосфатным методом. Выборки для статистической обработ-ки сформированы в соответствии с принадлежностью проб к склонам, днищу, конусу выноса, а также «трансэлювиальным ландшафтам» оврага и балки. Связь химического и гранулометрического состава в почвах оценивали с помощью коэффициента линейной корреляции Пирсона, а наличие или отсутствие пространственных линейных трендов в изменении химических и гранулометрических показателей по длине донных частей оврага и балки − коэффициента корреляции Спирмена. Связи считались


74

значимыми при доверительной вероятности Р=0,95 (четкие пространст-венные тренды и значимая корреляция показателей).

Для оценки латеральной дифференциации содержаний металлов и гранулометрических фракций в почвах оврага и балки использован вариант коэффициента латеральной дифференциации (L), равный отношению среднего содержания элемента в данной выборке (склон, днище и т.д.) к его содержанию в почвах «трансэлювиальных ландшафтов».

Овраг и балка, имеющие различную морфологию и историю развития, отличаются по характеру и контрастности распределения фрак-ций среднего песка и пылеватых, но схожи по поведению мелкого песка и илистой фракций. Для пылеватых и илистой фракций днище оврага служит транзитным элементом, а днище балки – слабо аккумулятивным. В обеих эрозионных формах вдоль днища от верховьев к конусу выноса проявля-ются линейные тренды аккумуляции среднего песка (слабые для мелкого песка); рассеяния крупной и средней пыли (слабые для мелкой пыли).

В овраге и балке максимальное содержание гумуса приурочено к почвам склонов. В днищах обеих эрозионных форм от верховьев к низовьям выявлена тенденция снижения содержания гумуса, что совпадает с характером распределения крупнопылеватых частиц.

В почвах балки валовое содержание Ti,Mn,V,Zn,Zr и подвижных форм Fe,Mn,Co,Zn,Cu,Pb,Cr выше, чем в почвах оврага (табл.1). Молодая, овражная система, является транзитной для валовых содержаний Mn,Ti,Zr,Ba,Sr,V,Pb, (слабый транзит Zn,Cr), подвижных форм Mn,Co,Pb (слабый транзит Cu,Zn,Ni). Зрелая балочная система – слабо транзитная для валовых содержаний Mn,Ti,Ba,Co,Cu и подвижных форм Pb,Co,Ni и также слабо аккумулятивная для подвижных форм Fe,Cu,Zn,Cr. Поведение валовых и подвижных форм большинства металлов в исследованных почвах определяется распределением среднепылеватой и илистой фракций в овраге и крупно-, среднепылеватых фракций – в балке.

Подвижность элементов (доля подвижных форм от валового содержания, в %) изменяется слабо (расчетные цифры по данным табл.1), как между выборками внутри каждой эрозионной системы, так и между эрозионными формами в целом. Лишь у Mn,Pb,Co эти различия значимы (более 10%). Подвижность Pb возрастает, а Mn − снижается внутри обеих форм по сравнению с аналогичным показателем в почвах трансэлювиаль-ных ландшафтов. Ранжированные ряды подвижности металлов во всех


75

выборках практически сходны: Mn>Co,Pb>Ni>Zn>Cu>Cr, а величины подвижности хорошо согласуются с ранее полученными данными для дерново-подзолистых и дерновых почв этой территории. Максимальной подвижностью в гумусовых горизонтах изученных почв малых эрозионных форм обладают Mn,Pb,Co.

Таблица 1 Среднее содержание валовых и подвижных форм металлов в гумусовых

горизонтах почв оврага и балки, мг/кг

Объекты Элементы

Fe Mn Cr Zn Ni Cu Co Pb Почвы «трансэлювиальных ландшафтов» оврага (8)*

1** - 700 50 80 30 20 10 30 2 2340 626 2.1 8.4 4.6 2.0 3.3 5.9

Почвы внутренней части оврага (18)

1 - 400 50 60 30 20 10 20 2 1966 289 1,8 7,8 3,8 1,5 2,2 5,1

Почвы «трансэлювиальных ландшафтов» балки (12)

1 - 600 50 80 30 20 10 20 2 2754 637 2.0 8.1 4.9 1.6 3.1 6.1

Почвы внутренней части балки (29)

1 - 600 50 80 30 20 10 20 2 2916 601 2,0 8,7 4,3 2,0 3,1 6,9

*в скобках – число проб. **Содержания: 1 – валовые, 2 – подвижных форм.

В почвах днищ от верховьев к низовьям снижаются валовые содержания Ba,Ti,Cr,V (слабее Mn,Sn,Zr) и содержания подвижных форм Mn,Cu,Pb,Zn,Co − в овраге; валовые содержания Ni,Cu,Sn (Pb) и содержания подвижных форм Fe,Mn,Cu,Pb,Zn,Co,Cr,Ni − в балке, что свидетельствует об участии этих элементов в миграционных процессах в данных эрозионных системах. Аналогичный тренд выявлен для содержаний пылеватых частиц и гумуса.

Малые эрозионные формы морено-ледниковых равнин являются открытыми аккумулятивно-транзитными системами, степень аккумуляции и транзита материала в которых зависит, в основном, от морфологии и литогеохимического состава слагающих отложений; преобладающим механизмом миграции металлов в овраге и балке является, вероятно, суспензионный перенос совместно с илистыми и пылеватыми частицами.


76

ДОЛИНА РЕКИ СУХОНЫ НА РУССКОМ СЕВЕРЕ: ЛАНДШАФТЫ, ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ

В.А. Снытко1, В.А. Широкова1, В.А. Низовцев2, Н.Л. Фролова2, Н.А. Озерова1

1Институт истории естествознания и техники РАН,г.Москва, Россия 2МГУ им М.В. Ломоносова, г.Москва, Россия

In the course of a complex expedition of the Institute of History of Natural

Sciences and Technology and Department of Geography, Moscow State University. MV University conducted research r.Suhony and surrounding natural and man-made and cultural-historical monuments. Clarified the natural features of the area, the ecological situation, the history of settlement and economic development.

В ходе работ комплексной экспедиции Института истории

естествознания и техники РАН и географического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова проведены исследования р.Сухоны и окружающих природных, антропогенных и культурно-исторических комплексов. Были выяснены природные особенности этой территории, экологическая ситуация, история заселения и хозяйственного освоения.

Река Сухона общей длиной 562 км берет начало из Кубенского озера, в 66 км от устья Вологды, сливаясь с р.Юг, образует до слияния с р.Вычегдой Малую Северную Двину и на расстоянии первых 70 км сохраняет направление р.Сухоны. После слияния с Вычегдой она получает название Большой Северной Двины. Это типичная северная река с быстрым течением, частыми перекатами и лесистыми берегами.

По гидрологическим особенностям Сухону делят на три характерных участка. Вытекающая из озера Кубенского р.Сухона в верхнем течении до села Шуйское (137 км) называется Рабаньской Сухоной и прихотливо извивается по плоской Присухонской низменности. Берега ее пологие, низкие и заболоченные. Верхняя Сухона образует многочисленные излучины и протоки, ее пойма в отдельных местах достигает 8-10 км ширины и во время половодья разливается на громадных пространствах, превращая широкую низину в систему озер. Из-за малого падения в этой части реки весной в половодье, а иногда и летом и осенью во время во время дождевых паводков можно наблюдать в продолжение 8-10 дней обратное течение Сухоны в Кубенское озеро, вызванное подпором вод рек


77

Вологды и Лежи. Присухонская низина покрыта травяными болотами, кустарником и заболоченным березовым с примесью ели и осины лесом и топяными черноольховыми и ивовыми лесами. Населенные пункты встречаются редко. Примыкающие к реке пойменные части низины славятся своими заливными сенокосами, почти непрерывной полосой тянущимися от с. Рабаньги до с. Шуйское. В 7 км от истока реки в районе пристани Шера находятся плотина и шлюз «Знаменитый». Плотина приподняла уровень Кубенского озера, который стал регулятором меженного стока Сухоны.

Средний участок Сухоны – от села Шуйское до города Тотьма (146 км). Долина реки сужается, берега повышаются до 10 м, а иногда и 12 м, течение становится более быстрым. Появляются мели и многочисленные перекаты, а местами и пороги (Глебовские пороги или по-местному перебо-ры). Принимая на участке между Шуйским и Тотьмой большое число притоков, Сухона становится более многоводной, а ширина русла увеличи-вается до 140-240 м. В верхнем и среднем течении Сухоны много островов, наибольшее количество их на участке между устьями Двиницы и Старой Тотьмы. Один из самых больших островов – Глебов, длиной около 1,5 км, шириной 350 м. В районе острова на протяжении 3,5 км тянется Груздовый перекат. Пойма на Средней Сухоне практически не выражена, представлена очень узкой ленточной поймой или замещена бечевником. Приречных лугов становится совсем немного, практически вплотную к реке подступает плотная стена леса. Населенные пункты встречаются чаще и приурочены в основном к береговой кромке. Во многих местах приречная равнина довольно сильно расчленена глубокими речными долинами и оврагами.

От г.Тотьмы до слияния с р.Югом (279 км) – нижний участок Сухоны. Ниже Тотьмы Сухона до Брусенца (около 90 км) течет среди высоких обрывистых берегов, поросших cосновыми и смешанными лесами. Приречных лугов на этом участке почти нет. В устьях рек Еденьги, Леденьги, Коченьги и ряда других рек раскинулись крупные лесные запани с лесосплавными поселками. Ниже Брусенца Сухона течет большей частью в крутых, часто почти отвесных берегах, иногда до 60-80 м высотой, а на отрезке Нюксеница – Опоки долина принимает каньонообразный характер глубиной до 80-100 м. Связано это с тем, что здесь вплотную к долине подходят с юга Северные Увалы, а с севера – Сухонское Заволочье. Сложены они пермскими глинами, песчаниками, переслаивающимися


78

известняками. Падение реки и скорость течения на этом участке резко возрастают, русло изобилует перекатами и порогами. Самым опасным местом для судоходства на Сухоне считается Опокский перекат у старин-ного села Прилуки. Ниже Опокского переката берега постепенно понижа-ются, ширина русла достигает 300 м. Сухона приобретает характер равнин-ной реки, появляются многочисленные острова, отделяющие от основного русла рукава – «полой», и песчаные перекаты. И хотя берега местами еще обрывисты, но чаще всего имеют вид узких пойменных и надпойменных террас. На левобережье террасы становятся шире и чаще всего заняты сельскохозяйственными землями.

Районы нижней Сухоны наиболее обжиты и заселены по сравнению с другими участками. На берегах реки только от Нюксеницы до устья Нижней Ерги еще совсем недавно было расположено свыше 30 деревень. Если доля сельскохозяйственных угодий в Присухонье составляла от 12 до 20%, то береговые участки Нижней Сухоны в большей степени еще недавно были в значительной степени распаханы и носили лесопольный облик. Несмотря на господство малоплодородных подзолистых почв, относительно сухие местообитания на больших площадях были превраще-ны в прошлом в заполья – периодически распахивавшиеся участки, на которых высевались зерновые культуры.

Основное питание Сухоны снеговое. При среднем расходе воды 450 м3/с максимальный достигает 6500 м3/с. Весеннее половодье на Сухоне продолжается с апреля по июнь, наибольший уровень воды держится в мае. Колебание уровня воды в реке достигает 7-11 м. В мае и первой половине июня Сухона судоходна на всем протяжении, а в межень – только участ-ками: от истока до Тотьмы, от Тотьмы до Нюксеницы, от деревни Опоки до города Великий Устюг.

Бассейн Сухоны расположен на границе средней и южной подзон тайги. Лесистость почти всюду высокая – 70-85%. В прошлом в бассейне Сухоны безраздельно господствовали еловые и сосновые насаждения. В результате рубок, особенно XIX веке и в советское время, в очень многих местах ельники сменились вторичными березовыми лесами. На всем своем протяжении Сухона протекает по территории 5 природных ландшафтов южнотаежной и среднетаежной подпровинций Сухоно-Двинско-Мезенской физико-географической области. Верхнее и среднее течение Сухоны располагается в Верхне-Сухонском южнотаежном ландшафте плоских


79

террасированных и заболоченных слабоосвоенных озерных и озерно-ледниковых равнин. В этом ландшафте преобладают урочища избыточно увлажненных озерно-ледниковых и озерных равнин при заметном участии урочищ верховых болот. Ниже Тотьмы к долине Сухоны примыкает и Вотча-Городищенский южнотаежный ландшафт, занимающий часть водораздела между Сухоной, Югом и Унжей с преобладающими высотами от 150 до 200 м, а местами более 200 м. Доминантными урочищами здесь являются плоские и волнистые моренные равнины, а субдоминантными – урочища холмисто-моренного рельефа.

Нижнее течение Сухоны относится к среднетаежным ландшафтам. Река последовательно пересекает следующие ландшафты. Тарногский среднеосвоенный ландшафт волнистых и плоских моренных и озерно-ледниковых равнин. В структуре этого ландшафта доминируют комплексы урочищ нормально увлажненных волнистых и плоских моренных равнин; субдоминантными урочищами являются волнистые и увалистые озерно-ледниковые равнины. Велико-Устюгский среднеосвоенный ландшафт приречных пологохолмистых и волнистых равнин характеризуется взаимо-связанным сочетанием пяти типов комплексов урочищ, занимающих примерно одинаковые площади в его пределах. В Уфтюго-Нижне-Ергинокском ландшафте слабоосвоенных плоских и волнистых моренных равнин доминируют урочища нормально увлажненных плоских и волнистых моренных равнин. В нем также заметно участие урочищ избы-точно увлажненных моренных равнин и верховых и переходных болот. В структуре Верхне-Кичменгского ландшафта слабоосвоенных пологохол-мистых и волнистых моренных и озерно-ледниковых равнин преобладают урочища нормально увлажненных пологохолмистых моренных равнин.

На Сухоне возникли города Тотьма (один из самых старых северных городов, известен с 1137 г.), Великий Устюг (1147 г.) и Сольвычегодск (1492 г.), расцвет которых приходится на XV-XVII столетия. Река Сухона становится важнейшей транспортной артерией Европейского Севера. Отсюда пошли осваивать необъятные просторы Сибири и Дальнего Восто-ка нашей страны многие известные землепроходцы. Сухона стала извест-ным районом формирования солеварения в России, а бассейн Сухоны – льноводства и лесозаготовок. Здесь развиваются совершенно уникальные многочисленные промыслы, получившие известность далеко за пределами страны.


80

К сожалению, этот обжитой район, а в начале XX века по берегам Сухоны насчитывалось свыше 240 деревень и сел, в последние годы советской власти и уже в настоящее время практически запустел, исчезла добрая половина населенных пунктов. Зарастают мелколесьем бывшие сенокосы и поля, закончилось регулярное судоходство и на самой Сухоне. Тем не менее, этот район отличается богатым туристско-рекреационным потенциалом. Велик список различных достопримечательностей на Сухоне и в ее бассейне. Сюда входят и многочисленные культурно-исторические комплексы памятников культуры и истории, археологических стоянок, гидротехнических сооружений (остатки шлюзов, скважины глубокого бурения и т.д.), старинные села и деревни, мемориальные объекты, уникальные памятники природы (пороги, водопады, геологические обнаже-ния и т.д.).

Работа выполнена по проектам 09-05-00041а Российского фонда фундаменталь-ных исследований и 11-03-00340а Российского гуманитарного научного фонда.

ЭКОЛОГО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ДИАГНОСТИКА РЕЧНЫХ БАССЕЙНОВ

МЕТОДОМ ТРАНСЕКТ-КАТЕН М.Т. Устинов¹, Л.А. Магаева², М.В. Глистин³

¹Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, г.Новосибирск, Россия ²Институт водных и экологических проблем СО РАН, г.Барнаул, Россия

³ОАО «Запсибгипроводхоз», г.Новосибирск, Россия

Transekt-katena is the unit of quality-quantity diagnostic of ecology functions of river basins. Transekt-katenas are laid from watershed to river (basis of erosion) on the grounds of analysis of landscapes and map of plasticity of relief. Capacity of transekt-katena is formed by depth of bedding of waterproof layer. The method of transekt-katena combines investigations of different specialists and so it is economical and gives a lot of information.

Речной водосборный бассейн является таксономической единицей

высшего порядка, параметры и потенциал которого есть ведущее начало формирующее ландшафт. В основе фундаментального понятия речного бассейна лежит идея о взаимосвязи и взаимообусловленности всех природных явлений земной поверхности [1]. Пространственно-временной


81

масштаб водосборного бассейна обладает широким спектром геосистем с их ландшафтно-биологическим разнообразием, где наиболее перспективно адаптивно-ландшафтное земледелие. Для его применения необходимо выполнение эколого-функциональной диагностики речного бассейна на геосистемном уровне.

Переход от отдельных компонентов, точек исследования к прост-ранственному в целом осуществляется ключевым методом с выделением и изучением природных тел. Качественно-количественной единицей диагнос-тирования является натуральная модель – трансект-катена.

Понятие о трансект-катене предложено М.Т. Устиновым [2]. Следует сказать, что оно несколько иное, чем близкое по значению понятие полигон-трансект в ландшафтоведении. Последнее есть «вырезка» из местности [3] – сопряженная система фаций, расширенный ключевой участок. Он не отражает полностью ландшафтной специфики территории как по латерали, так и по вертикали, так как в пространственном отношении ограничен. По вертикали он включает биоту, почвы и почво-образующие породы. Наблюдения за сезонной динамикой функциониро-вания, как правило, «дискретны», ведутся на конкретных объектах – выделах фаций. Они охватывают флористические и климатические аспекты: сезонную динамику растительности, замеры температуры воздуха, почвы, влажности, промерзание-оттаивание почв, мощность снегового покрова, количество осадков и др. Такой подход часто исключает возможность выявления глобальных и региональных потоков вещества, энергии и информации через механизмы дальнего аэрального переноса, поступления с грунтовыми водами, в том числе боковым привносом и выносом солей. Не фиксируются процессы современного рельефообразо-вания (например, дюн), исключительно быстрые сукцессионные биотичес-кие замещения в стороне от полигона-трансекта.

Трансект-катена пересекает все доминантные геосистемы данного ландшафта. Исследования так же посезонные, но с выявлением направлен-ности геохимических потоков, с расширением наблюдений в обе стороны от точек на трансект-катене на расстояние, достаточное для фиксации реликтовых, прогрессивных и консервативных черт и общей направлен-ности геодинамических процессов. Вертикальная мощность объектов изучения кроме почвенно-грунтовой толщи включает грунтовые воды,


82

водовмещающие породы и водоупоры, т.е. и здесь сфера наблюдений расширена и охватывает всю динамичную часть зоны гипергенеза.

В практике ландшафтных исследований имеет место модификация общеизвестного ключевого метода [4] в трансектный метод [5], в котором трансект и ключевой участок едины, а выбор трансект производится с учетом типологии ландшафтов с дополнительным прокладыванием геоморфологических профилей на трансекте. В данном методологическом подходе проявляется в первую очередь недостаток – это условность выбора ключевого участка, а также невозможность выполнения полномасштабного геосистемного исследования. В методе трансект-катен этих недостатков нет. Ее заложение закономерно в соответствии с особенностями геоморфологии и остальных компонентов ландшафта, продиктованных структурно-функциональной спецификой водосборного бассейна. Сама же трансект-катена является типовой масштабной информационной единицей для данной водосборной территории. Трансект-катена как природное тело, имеющее специфический состав и временные свойства, фокусирует в себе: полигенетичность почв, почвенно-геохимическую сопряженность; взаимо-связь свойств почвы с особенностями ландшафтов, геоморфологией, геоло-гией (стратификация литологии и педогенеза), гидрологией, гидрометеоро-логией; историю развития территории с выявлением природных ритмо-циклов; антропогенное воздействие и техногенез. Это позволяет выявлять процессы почвообразования и прогнозировать степень и направленность их развития и, следовательно, устанавливать эколого-почвенно-мелиоративное состояние территории.

Таким образом, чтобы получить репрезантативные выводы о прошлом, настоящем и будущем речного бассейна необходимо по трансект-катенам изучать структуру геосистем. Трансект-катена объединяет пара-генетический ряд геосистем («каркас» – пространственный аспект), характер взаимосвязей и внутреннего функционирования (входные – выходные данные и вертикальный межкомпонентный аспект), сезонные, годовые и многолетние изменения (временной аспект).

На основе ландшафтно-экологической оценки, базисной карты пластики рельефа на территории водосборного бассейна выбираются места и закладываются трансект-катены с учетом региональных особенностей. Объем трансект-катены определяется трансектом от линии водораздела до базиса эрозии (линии наименьших связей компонентов) и локальным или


83

выдержанным водоупором. Величина залегания от дневной поверхности водоупора является мощностью трансект-катены [2].

По своей размерности трансект-катена, имея природную четырех-мерную сущность, в зависимости от цели исследования может быть, следуя классификации картографических моделей А.М. Берлянта [6], трехмерной (объемной или блоковой) и четырехмерной (динамичной). По нашему мнению, четырехмерность трансект-катены проявляется при повторных (ретроспективных) исследованиях с целью прогноза и мониторинга почвенных процессов и природных явлений, фиксируемых в параметрах времени. При одноразовом одновременном исследовании в трансект-катене проявляется трехмерность, хотя в ней заложено четвертое измерение – время, фиксируемое развитие геосистем, почвенного покрова. Следователь-но, трансект-катена с учетом времени – это четырехмерное природное тело, в одном случае «с пространственно-статическим» временем, в другом (мониторинге) с «динамическим» временем. Эту особенность разнокачест-венного влияния и фиксирования времени в эволюционной динамике трансект-катен речного бассейна необходимо учитывать.

Если почва – «зеркало ландшафта» по В.В. Докучаеву [7], а по Д.Л. Арманду[8] – «память ландшафта», то трансект-катена, обладающая большой емкостью памяти в структуре почвенного покрова и большой степенью многофакторного отражения особенностей и свойств ландшафта в полно развитой катене, есть пространственно-временной «сайт» водосборного бассейна. Эти особенности трансект-катены обуславливают ее перспективность в ландшафтной индикации.

Трансект-катена как геосистемная модель позволяет проводить согласованные натурные комплексные исследования различными специа-листами, хорошо трансформируя результаты их исследований в интеграль-ную компьютерную модель биоразнообразия и динамики экосистем, достигая наилучшей эколого-экономической эффективности в водосборных бассейнах. В основе данных выводов лежат 30-ти летние исследования типовых трансект-катен бассейна реки Карасук Новосибирской области, степной зоны Барабинской низменности, лесостепной зоны Приобья.


1. Исаченко А.Г., Шляпников Природа мира: Ландшафты. – М.: Мысль, 1989. – 505с.


84

2. Устинов М.Т. Катенография и эколого-мелиоративная оценка поч-венного покрова методом трансект-катен //Сибирский экологический журнал. Т.8, №3. – 2001. – С.285-291.

3. Крауклис А.А. Проблема экспериментального ландшафтоведения. – Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1979. – 232с.

4. Фридланд В.М. Структура почвенного покрова. Изд-во «Мысль», М., 1972. – 336с.

5. Викторов С.В., Чикашев А.Г. Ландшафтная индикация и ее практи-ческое применение. – М.: Изд-во МГУ, 1990. – 200с.

6. Берлянт А.М. Образ пространства: карта и информация. – М.: Мысль, 1986. – 240с.

7. Докучаев В.В. Избранные сочинения. – М.: Сельхозгиз, 1954. – 708с. 8. Арманд Д.А. Наука о ландшафте. – М.: Мысль, 1975. – 288с.

ОЦЕНКА УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ Р.СОДЫШКА И

ИХ РОЛИ В САМООЧИЩЕНИИ ЭКОСИСТЕМЫ ВОДОТОКА С.М. Чеснокова, А.С. Злывко Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых,


Examined the level of contamination of bottom sediments p. Sodyshka heavy metals and phosphate ions. To assess the self-purification of the watercourse from phosphate ions is proposed to use rate of accumulation.

Донные отложения в водных экосистемах играют важную роль в

процессах формирования и сохранения качества вод [1]. Аккумулируя тяжёлые металлы, минеральные и органические

вещества, донные отложения способствуют самоочищению водной среды. Эта функция донных отложений зависит от гидрохимического режима на границе раздела фаз и тесно связана со степенью дисперсности донных отложений, а также с содержанием в них органического вещества, оксидов железа и марганца [2].


85

Однако, донные отложения при определённых условиях могут стать источником вторичного загрязнения гидробиоценозов даже в отсутствии внешних источников загрязнения [3].

В зависимости от соотношения скорости накопления биогенных элементов в донных отложениях и противоположно направленных процес-сов выноса в водную фазу, они или выходят из биотического круговорота, или многократно участвуют в нём, поддерживая уровень трофии экосистемы. С ростом трофности водоёма потоки веществ в системе вода – донные отложения возрастают: чем больше первичная продукция органи-ческого вещества, тем больше его осаждается в виде частичек детрита, больше минерализуются в донных отложениях и возвращаются в жидкую фазу.

Цель данной работы – определение уровня загрязнения донных отложений соединениями фосфора, железа, алюминия, тяжелыми металлами и оценка самоочищающей способности р. Содышка от фосфат-ионов в различных участках водотока.

Все анализы проводились по гостированным методикам в аккредито-ванной лаборатории физико-химических методов анализа кафедры эколо-гии ВлГУ в 2008-2010 годах.

Для оценки самоочищения водотока от фосфат-ионов нами предлага-ется использовать показатель накопления (ПН), характеризующий переход фосфат-ионов из водной фазы в донные отложения и обратно и рассчитываемый по формуле:

ПН = , где Сд – концентрация фосфат-ионов в донных отложениях исследуемого участка, мг/кг; Св – концентрация фосфат-ионов в воде исследуемого участка, мг/л; Cср.в. – средняя концентрация фосфат-ионов в водотоке, мг/кг. При значениях ПН больше единицы в системе преобладают процес-

сы перехода фосфат-ионов из водной фазы в донные отложения, т.е. проис-ходит самоочищение воды. При величинах ПН < 0 в системе устанав-ливается подвижное равновесие и процессы самоочищения не происходят.

В табл. 1 представлены данные по уровню загрязнения фосфат-ионами воды и донных отложений и значения ПН в различных участках водотока.


86

Таблица 1 Уровень загрязнения фосфат-ионами экосистемы р.Содышка и её

самоочищающая способность

Места отбора проб Концентра-ция РО4

3- в воде, мг/л

Концентрация РО4

3- в донных отложениях, мг/кг

ПН

1. Исток (с. Семёновское) 0,75 5822 2990,7 2. До птицефабрики 0,70 18081 1109,5 3. После птицефабрики 4,2 19613 - 11406 4. Плотина 0,35 2145 4370 5. После плотины 0,30 11952 30036 6. Устье (с. Сновицы) 1,40 4280 - 452,1

Данные табл. 1 свидетельствуют о том, что самоочищение от фосфат-

ионов происходит главным образом до птицефабрики, в водохранилище и за плотиной и вода практически не очищается от фосфатов в участках с наибольшим общим уровнем загрязнения.

В табл. 2 представлены результаты определения концентраций железа и алюминия в донных отложениях и суммарный показатель загрязнения донных отложений тяжёлыми металлами (цинк, медь, свинец, никель, кобальт, вольфрам, стронций) рассчитанный по методике Саета Ю.Е., предложеной для почв урбанизированных территорий [4].

Zc = ΣKki – (n-1), где Zc – суммарный показатель загрязнения; Kki – Ci/Cфi ; Ci – концентрация элемента в донных отложениях, мг/кг; Cфi – фоновая концентрация элемента в донных отложениях, мг/кг; n – число элементов в пробе с Kk >2. Из табл. 2 следует, что наибольшим уровнем загрязнения тяжёлыми

металлами характеризуются донные отложения в створе после плотины, что объясняется длительным сбросом сточных вод ОАО «ВМТЗ».

Нами была проведена оценка показателя накопления тяжёлых метал-

лов в донных отложениях по формуле: ПН = . Приоритетными загряз-

нителями донных отложений являются Cu, Zn и Pb. Можно предположить, что Cu имеет природное происхождение, а Zn и Pb – антропогенное.


87

Таблица 2 Уровень загрязнения донных отложений металлами

Места отбора проб Концентрация тяжёлого

металла, мг/кг Zc Fe3+ Al3+

1. Исток (с. Семёновское) 32874 36800 48,35 2. До птицефабрики 58263 30200 41,00 3. После птицефабрики 59295 45500 37,20 4. Плотина 28895 18700 13,50 5. После плотины 92857 61200 133,30 6. Устье (с. Сновицы) 42994 34400 42,50

В табл. 3 представлены результаты корреляционно-регрессивного

анализа зависимости показателя накопления фосфат-ионов в донных отложениях от содержания в них железа, алюминия и суммарного показателя загрязнения тяжёлыми металлами.

Показатель накопления фосфатов в донных отложениях хорошо коррелирует с содержанием в донных отложениях железа и суммарным показателем загрязнения донных отложений тяжелыми металлами.

Следовательно самоочищение от фосфат-ионов преимущественно осуществляется за счет реакции осаждения фосфата железа:

HPO42- + Fe3+ = FePO4↓ + H+

Таблица 3 Корреляционные зависимости между ПН фосфат-ионов в донных

отложениях и содержанием в них железа и алюминия Коррелируемые параметры Коэффициент корреляции, r

ПН – концентрация железа 0,94 ПН – концентрация алюминия 0,53 ПН – сумма концентраций железа и алюминия

0,92

ПН – Zc 0,93

Следовательно, самоочищение от фосфат-ионов происходит преиму-щественно за счет осаждения фосфатов металлов и таким образом фосфат-ионы принимают активное участие в самоочищении водотока от железа и тяжёлых металлов.


88

Список используемой литературы 1. Техногенное загрязнение речных экосистем / В.Н. Новосельцев и др. –

М.: Научный мир, 2002. – 140с. 2. Беззаконная О.В. Самоочищение поверхностных водных объектов от

соединений тяжелых металлов. Экология урбанизированных террито-рий. 2008, №2. – С.58-62.

3. Основы экогеологии, биоиндикации и биотестирования водных экосистем. / Под ред. В.В. Куриленко: Учебное пособие. – СПб.: Изд-во С.-Петербургского университета, 2004. – 448с.

4. Саета Ю.Е., Ревич Б.А., Янин Е.П. Геохимия окружающей среды. – М.: Недра. 1990. – 335 с.

Исследования выполнены при поддержке Минобрнауки (ГК №02.740.11.0734 от 05.04.2010).

ОЦЕНКА КИСЛОРОДНОГО РЕЖИМА И УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

ОРГАНИЧЕСКИМИ ВЕЩЕСТВАМИ И САМООЧИЩАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ

РЕКИ КАМЕНКА В ОСЕННЕ-ЗИМНИЙ ПЕРИОД С.М. Чеснокова, О.В. Савельев Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых,

г. Владимир, Россия Examined the oxygen regime and pollution of the watercourse easily oxidized

and difficult to oxidize organic substances, respectively, in magnitude and dichromate and permanganate oxidation. The technique of self-purification ability of the river is difficult oxidation of organic matter.

Под самоочищающей способностью водного объекта понимают

совокупность физических, химических, физико-химических и биологичес-ких внутриводоемных процессов, направленных на снижение содержания загрязняющих веществ (ЗВ). Вклад отдельных процессов в самоочищение зависит от природы ЗВ, температуры, гидрохимических и гидрологических характеристик водоема и видового состава гидробиоценоза [1]. Как правило, биохимические механизмы вносят основной вклад в процесс самоочищения и только при угнетении гидробионтов под действием ТМ, НП, ПЦ, и других токсикантов более существенную роль начинают играть


89

химические и физико-химические процессы. Биохимическая трансформа-ция ЗВ происходит в результате их включения в трофические цепи и в ходе процессов продукции и деструкции.

Для биотрансформации ЗВ важное значение имеет концентрация поллютанта в водном объекте и концентрация кислорода. Чем выше концентрация ЗВ, тем оно дольше будет находиться в окружающей среде. Если концентрация ЗВ превышает уровень токсичности для микроорга-низмов-деструкторов, то биодеградация его замедляется или прекращается. Лимитирующим фактором биохимических процессов самоочищения водных объектов от ЗВ является кислород. Концентрация кислорода в водной среде, не лимитирующая биологические процессы, – не ниже 2-3 мг/л, т.е. составляет 20-40% от концентрации насыщения [2].

Функционирование гидробиоценозов и состояние водного объекта зависит главным образом от содержания в воде растворенного кислорода. Загрязнение воды органическими и неорганическими веществами природ-ного и антропогенного происхождения приводит к значительному сниже-нию концентрации растворенного кислорода и торможению процессов биохимического и химического окисления ЗВ, что вызывает постепенную деградацию малых рек. Исходя из этого, самоочищающую способность водного объекта можно оценивать по соотношению общей концентрации растворенного кислорода к его концентрации, расходуемой на окисление ЗВ, а допустимую антропогенную нагрузку на водоток по степени изменения этого соотношения при возрастании концентрации ЗВ.

Основными интегральными гидрохимическими показателями уровня загрязнения водоемов и водотоков являются: степень насыщения воды растворенным кислородом (СНК), биохимическое потребление кислорода (БПК), химическое потребление кислорода (ХПК) и перманганатная окисляемость (ПО) [3, 4].

Концентрация кислорода определяет окислительно-восстановитель-ный режим водного объекта и в значительной мере направление и скорость процессов химического и биохимического окисления органических и неорганических соединений и функционирование гидробиоценоза [2, 4, 5].

Торможение процессов микробиологического самоочищения в экосистемах водоемов и водотоков происходит уже при степени насыщения воды кислородом менее 70% [5].


90

Объектом нашего исследования явилась река Каменка являющаяся правым притоком реки Нерль. Она протекает по территории Суздальского района Владимирской области. Длина водотока – 41 км, площадь водо-сбора – 312 км2. Река загрязняется стоками с сельхозугодий и животно-водческих комплексов и коммунально-бытовыми стоками г. Суздаля, содержащими в высоких концентрациях соединения биогенных элементов (N, P) и органические вещества природного и антропогенного происхож-дения. Такое загрязнение приводит к эвтрофикации водотока и снижению в воде растворенного кислорода.

Исходя из этого, для оценки состояния водоемов и водотоков, загрязняемых главным образом стоками, поступающих с территорий городских и сельских поселений, предприятий сельского и коммунального хозяйства, нами предлагается использовать индекс самоочищения воды (Iсам), который учитывает расход кислорода на окисление трудноокис-ляемых органических соединений антропогенного происхождения – нефте-продуктов, синтетических поверхностно активных веществ, пестицидов, полициклических ароматических углеводородов и т.п.

где СО2 – абсолютная концентрация растворенного кислорода, мг/л; ХПК – химическое потребление кислорода (бихроматная окисля-емость), мгО2/л; ПО – перманганатная окисляемость, мгО2/л. В основе предлагаемой методики лежит предположение, что само-

очищение водоема или водотока зависит от уровня загрязнения труднораз-лагаемыми веществами антропогенного происхождения, ингибирующими функционирование микробиоценоза водного объекта, поэтому самоочи-щение экосистем водоемов и водотоков от них происходит в течение нескольких месяцев, а иногда в экстремальных погодных условия растягивается даже на годы.

Продолжительное снижение индекса самоочищения до 50% и ниже является фактором риска деградации экосистем водного объекта. При этом, дополнительными факторами риска служат значительное снижение водности объекта и увеличение массы трудноразлагаемых соединений, поступающих из атмосферы при длительных засухах, сопровождаемых лесными и торфяными пожарами, которое имело место летом 2010 года.


91

В табл. 1 представлены данные, характеризующие кислородный режим, уровень загрязнения легко- и трудноокисляемыми органическими веществами и самоочищающую способность р. Каменка (осень 2010).

Таблица 1 Уровень загрязнения р. Каменка и самоочищающая способность

№ створа*

Показатели

NH3, мг/л

NO32-,

мг/л РО4

3-, мг/л

Степень насыщения

кислородом,%

СО2, мг/л

ХПК, мгО2/л

ПО, мгО2/л

Iсам

1 0,24 0,22 0,248 90,9 12,6 19,3 4,73 86,3 2 0,152 0,196 0,38 86,58 12,0 28,9 4,83 50,4 3 0,288 0,3 0,356 88,74 12,3 38,6 5,21 36,8 4 0,212 0,311 0,344 89,47 12,4 38,6 5,31 37,2 5 0,336 0,183 0,406 90,18 12,5 38,6 5,31 37,5 6 0,272 0,215 0,356 90,9 12,6 38,6 5,7 38,3 7 0,12 0,248 0,444 90,9 12,6 38,4 7,13 40,2 8 0,164 0,277 0,452 80,09 11,1 57,5 7,23 22,1 9 0,248 0,156 0,418 81,53 11,3 57,6 7,23 22,4 10 0,22 0,22 0,486 82,97 11,5 57,6 7,42 22,9 11 0,32 0,139 0,466 82,97 11,5 57,6 7,42 22,9 12 0,444 0,196 0,825 75,76 10,5 76,8 7,71 15,2

*1. Исток (близ села Новокаменское). 2. Село Губачево. 3. Село Вышеславское. 4. 300 м ниже устья реки Бакалейка. 5. 100 м выше устья реки Тумки. 6. 100 м ниже устья реки Тумки. 7. 150 м выше моста дороги на село Янево. 8. 300 м выше верхней плотины г. Суздаля, близ ГТК. 9. Пешеходный мост под стенами Спасо-Евфимиева монастыря. 10. 100 м ниже нижней плотины. 11. Близ очистных сооружений г. Суздаля. 12. Устье (между с. Кидекша и Новоселка).

Как видно из табл. 1, несмотря на достаточно высокие концентрации

растворенного в воде кислорода, индекс самоочищения в большинстве створов ниже 50%, что говорит о подавлении процесса самоочищения. На наш взгляд, это связано с низкими температурами, тормозящими активность микробиоценоза, с высокими значениями ХПК, в связи с экстремальными погодными условиями лета 2010 года. Значительное снижение водности реки (более 0,5 м) привело к увеличению концентрации в воде трудноразлагаемых загрязняющих веществ.


92

Список используемой литературы 1. Остроумов С.А. Концепция водной биоты как лабильного и уязви-

мого звена системы самоочищения вод // ДАН. – 2000. – т. 372, №2. – С. 279-282.

2. Кузнецов А.Е., Градова Н.Б. Научные основы экобиотехнологии. – М.: Мир. 2006. – 504с.

3. Никаноров А.М. Научные основы мониторинга качества вод. – СПб. Гидрометеоиздат, 2005. – 409с.

4. Гидрохимические показатели состояния окружающей среды: справочные материалы. / Под ред. Т.В. Гусевой: ФОРУМ:ИНФРА – М., 2007. – 192с.

5. Синельников В.Е. Механизм самоочищения водоемов. – М.: Строй-издат, 1980. – 111с.


УРОВЕНЬ ЭВТРОФИКАЦИИ И САМООЧИЩАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ

МАЛЫХ РЕК УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ НА ПРИМЕРЕ РЕКИ КАМЕНКА

С.М. Чеснокова, О.В. Савельев Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых,

г. Владимир, Россия

We consider the level of pollution of nutrients and еstimation of self-clearing ability.

В последние годы биогенное загрязнение водоемов (водотоков, озер и водохранилищ) и их эвтрофирование становится одной из наиболее актуальных проблем охраны водных ресурсов.

Биогенное загрязнение в результате хозяйственной деятельности на водосборах водотоков, а также в их русле вызывает антропогенное эвтрофирование.

Особенно интенсивно процессы эвтрофикации протекают в водных объектах урбанизированных территорий, так как во всех городах России, за


93

исключением Москвы и отчасти Санкт-Петербурга, ливневые стоки, по загрязнению немногим отличающиеся от канализационных, сбрасываются в реки без какой-либо фильтрации и очистки.

Наиболее быстро этот процесс развивается также в водоемах, водосборы которых интенсивно осваиваются сельскохозяйственным произ-водством, в том числе полеводством (пропашные культуры, сенокосы, пастбища) и животноводством (фермы и различные комплексы). Эти источ-ники биогенной нагрузки являются неконтролируемыми или слабоконтро-лируемыми.

В результате эвтрофирования, как известно, происходит усиленное развитие фитопланктона, прибрежных зарослей, водорослей, «цветение» воды и др. В глубинной зоне усиливается анаэробный обмен, образуются сероводород, аммиак, метан, нарушаются окислительно-восстановительные процессы и возникает дефицит кислорода. Это приводит к гибели ценных рыб и растений, вода становится непригодной не только для питья, но и для рекреационных целей. Эвтрофированный водоем утрачивает свое хозяйст-венное и биогеоценотическое значение. Поэтому эвтрофирование нельзя не рассматривать при оценке состояния и динамики естественных и искусственных водоемов [1].

Под самоочищением (самовосстановлением) водных объектов понимают совокупность химических, физических и биологических внутриводоёмных процессов, направленных на снижение содержания загрязняющих веществ в воде до уровня, не представляющего угрозы для функционирования экосистемы [2-3].

Следовательно, показателями способности эвтрофных экосистем к самоочищению служат стабильное функционирование микробиоценоза, участвующего в трансформации поступающих соединений биогенных элементов и органических веществ.

Объектом нашего исследования явилась река Каменка. Река является правым притоком реки Нерль, протекает по территории Суздальского рай-она Владимирской области. Длина водотока – 41 км, площадь водосбора – 312 км2. Река загрязняется стоками с сельхозугодий СПК «Стародворский», СПК «Гавриловское», СПК «Тарбаево» и ВНИИСХа и коммунально-бытовыми стоками г.Суздаля. Такие загрязняющие вещества, как правило, вызывают эвтрофикацию водоемов, заиливание дна, смену видового


94

состава гидробионтов и деградацию водотока [4]. К усугублению этих процессов способствует нарушение гидрологического режима реки. На реке Каменка в начале 80-х годов прошлого столетия были построены две плотины в черте г. Суздаля и две плотины от истока до города.

Для определения уровня трофности водоема нами была использована классификация Сиренко Л.А. с соавторами (табл. 1).

Таблица 1 Уровни трофности

N, мг/л Р, мг/л N/Р, мг/л Олиготрофный 0,3 0,02 15 Мезотрофный 0,6 0,08 7,5 Эвтрофный 1,5 0,5 3,0

Для оценки самоочищения экосистемы реки от ионов аммония

рекомендуется использовать интенсивность процессов нитрификации, рассчитываемый по формуле:

где Iнитр. – индекс нитрификации, %; N(NO3) – концентрация азота нитратов, мг/л; N(NO2

) – концентрация азота нитритов, мг/л; N(NH4 ) – концентрация азота аммонийного, мг/л. В табл. 2 представлены результаты определения гидрохимических

показателей р. Каменка. В табл. 3 представлены результаты оценки трофности воды в различ-

ных створах реки по соотношению концентрации минерального азота к минеральному фосфору.

Интенсивность процессов нитрификации представлена на рис. 1. В результате исследований выявлено, что Каменка на всем своем

протяжении эвтрофирована. Водоток очень сильно загрязнен фосфат-ионами (от 5 до 9,7 ПДК), в устье содержание фосфатов превышает ПДК в 16,5 раз.


95

Таблица 2 Гидрохимические показатели р. Каменка

показатель № створа*

NH3, мг/л NO32-, мг/л РО4

3-, мг/л

1 0,24 0,22 0,248 2 0,152 0,196 0,38 3 0,288 0,3 0,356 4 0,212 0,311 0,344 5 0,336 0,183 0,406 6 0,272 0,215 0,356 7 0,12 0,248 0,444 8 0,164 0,277 0,452 9 0,248 0,156 0,418

10 0,22 0,22 0,486 11 0,32 0,139 0,466 12 0,444 0,196 0,825

*1. Исток (близ села Новокаменское). 2. Село Губачево. 3. Село Вышеславское. 4. 300 м ниже устья реки Бакалейка. 5. 100 м выше устья реки Тумки. 6. 100 м ниже устья реки Тумки. 7. 150 м выше моста дороги на село Янево.8. 300 м выше верхней плотины г.Суздаля, близ ГТК. 9. Пешеходный мост под стенами Спасо-Евфимиева монастыря. 10. 100 м ниже нижней плотины. 11. Близ очистных сооружений г.Суздаля. 12. Устье (между с. Кидекша и Новоселка).

Таблица 3 Уровень трофности р. Каменка (по Сиренко Л.А.)

№ створа N, мг/л Р, мг/л N/Р Уровень трофности 1 0,29 0,114 2,54 Эвтрофный 2 0,196 0,124 1,58 Эвтрофный 3 0,356 0,116 3,0 Эвтрофный 4 0,282 0,112 2,52 Эвтрофный 5 0,377 0,132 2,86 Эвтрофный 6 0,321 0,116 2,77 Эвтрофный 7 0,176 0,145 1,21 Эвтрофный 8 0,227 0,147 1,54 Эвтрофный 9 0,283 0,136 2,08 Эвтрофный

10 0,27 0,159 1,77 Эвтрофный 11 0,35 0,152 2,20 Эвтрофный 12 0,488 0,269 1,81 Эвтрофный


96

Рис. 1. Интенсивность процесса нитрификации в воде р. Каменка

В воде половины исследуемых створов интенсивность нитрификации

ниже 50% (рис. 1), т.е. значительно подавлена, что свидетельствует о низкой самоочищаемой способности экосистемы реки и низкой ее устойчивости к эвтрофикации.

Список используемой литературы 1. Хрисанов Н.И., Осипов Г.К. Управление эвтрофированием водо-

емов. – СПб.: Гидрометеоиздат, 1993. – 279с. 2. Синельников В.Е. Механизм самоочиения водоемов. – М.: Стройиздат,

1980. – 111с. 3. Остроумов С.А. Загрязнение, самоочищение и восстановление водных

экосистем. – М.: МАКС-Пресс, 2005. – 108с. 4. Дмитриев В.В., Фрумин Г.Т. Экологическое нормирование и устойчи-

вость природных систем. – СПб., 2004. – 294с.


ТЕПЛОВАЯ НЕУСТОЙЧИВОСТЬ РЕЖИМА ИСПАРЕНИЯ РЕЧНЫХ

БАССЕЙНОВ, ВЕДУЩАЯ К ХАОТИЗАЦИИ РЕЧНОГО СТОКА В.И. Швейкина

Институт водных проблем РАН, г.Москва, Россия

The main objective of article is to reveal some properties of river runoff fluctuations in a large scale of time. The system of two nonlinear determined differential


97

equations of the first order, based on two fundamental laws of the nature, is used. It is shown, that a loss of stability and a birth of a limiting cycle come into existence when only two variables and the equations in the simplest form are exploited. The decision of system is investigated at various values of the managing parameter. Speed of evaporation is chosen as managing parameter. At influence of external force and the certain interval of values of the evaporation speed in system chaotic regimes are established. The opportunity of occurrence of chaotic regimes in fluctuations of some concrete rivers is confirmed with the values of diagnostic characteristics of chaos designed for them.

Теоретический анализ теплофизических механизмов в системе «атмосфера-суша» для поверхности речных водосборов, выполненный В.И. Найденовым [1], обнаружил наличие необходимых условий для возник-новения автоколебаний (самоподдерживающихся колебаний) в речном стоке. Такие решения были получены в [2], и итогом этой работы явилось раскрытие механизма возникновения водных циклов. До этой работы многие исследователи обнаруживали циклические колебания с различными периодами при анализе рядов стока конкретных рек, но механизм их возникновения был неясен.

Покажем, что помимо циклов в колебаниях речного стока могут возникать и более сложные режимы. Рассмотрим модель колебаний речного стока, для построения которой использованы два общих закона природы: закон сохранения вещества и закон сохранения импульса движе-ния. Первый выражен уравнением водного баланса относительно двух переменных: влагозапаса W и речного стока Q, второй – уравнением движения стока:

( )

( ) ,WK

QGdtdQ

QWEPdt

dW

−=

−−=

(1) где Р – осадки, Е(W) – испарение, G – силы тяжести, действующие на

массы воды в бассейне, ( )WK1 – коэффициент сопротивления бассейна движению воды в замыкающий створ бассейна. Считаем, что обе функции

Е(W) и ( )WK нелинейно зависят от влагозапасов, а также при разложении

в окрестности стационарной точки ( )ss QW , в ряд Тейлора, учтем нелиней-ности вплоть до 3-его порядка. В итоге система (1) приобретает вид:


98

+++++=

+++=

.~~~~~~~~~

~~~~~

22111

330

2200110

330

2200110

QWbQWbWbWbQbWbdtQd

WaWaQaWadtWd

(2) Здесь в индексах коэффициентов первая значащая цифра показывает

порядок производной по W, вторая – по Q. Например,

( ) ;10aWEdt

dWW

ss

QQWW

=′−=

∂∂

==

и ( ) 011 bWKdt

dQQ sQQ

WWss

=−=

∂∂

==

. Наиболее резко

поведение системы меняется при варьировании ( )WEa ′−=10 , который выбран в качестве управляющего параметра системы. Принималась нелинейная зависимость коэффициентов теплопроводности и температуропроводности от влагозапаса почв и грунтов. В результате учета этих теплофизических факторов, был рассчитан внутригодовой ход температуры для поверхности суши и показан механизм влияния влагозапасов на скорость испарения, связанный с существенной разностью в теплофизических свойствах воды и сухих компонентов почво-грунтов.

Во втором уравнении системы (2) некоторые величины, например, ( )sWG′ и ( )sWK1 (соответственно 10b и 01b ) могут быть приближенно оценены

через среднее многолетнее значение речного стока и коэффициент корреляции между смежными значениями стока. Именно вариациями коэффициента сопротивления и испарения (для разных бассейнов эти величины могут отличаться на порядок) объясняется большой разброс коэффициента автокорреляции речного стока по регионам.

Исследуем решения системы (2) при различных значениях параметра

10a , при этом остальные параметры имеют значения, приведенные в системе (3), и физическое обоснование которых дано в работе [2].

+−−−−=

−−−=

322

3210

~6~~4~~5.0~~4.0~5.0~

~~5.0~~~

WQWQWWQWdtQd

WWQWadtWd

(3) Набор этих коэффициентов показывает насколько сильно испарение с

поверхности водосбора и коэффициент сопротивления движению воды в бассейне зависят от влагозапаса. Фазовая траектория решения или фазовый портрет системы (3) представлен на рис. 1.


99

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

-0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3

Влагозапас, отн.ед.

Сток, отн.ед.

Рис. 1. Моделированная зависимость речного стока от влагозапасов почвы

Таким образом, рассматривая только две переменные, а именно

влагозапасы почвы и сток, показано, как в системе (3) в зависимости от значений управляющего параметра возникают потеря устойчивости и рождение предельного цикла. При этом возникновение указанных режимов происходит без воздействия какой-либо внешней силы. Так как рассматриваемая система является открытой, то помимо осадков, величина которых определяет влагозапасы почвы, на систему могут действовать и другие факторы – важна роль радиационного баланса, колебаний темпера-туры воздуха, воздействия солнечной активности, изменений альбедо суши, транспирации и многого другого. Всю совокупность внешнего воздействия на систему выразим периодической функцией косинуса. Система (3) приобретает вид:

+−−−−=

+−−−=

322

3210

~6~~4~~5.0~~4.0~5.0

)2cos(1.0~~5.0~~

WQWQWWQWdtdQ

tWWQWdt

dWα

(4) В решениях системы (4) появляются и устойчивые автоколебания, и странные аттракторы. Предельный цикл преобразуется в странный аттрактор – зону фазового пространства, в котором два положения равновесия становятся неустойчивыми спиралями и сложная хаотическая траектория блуждает между ними (рис. 2).


100

-0.12

-0.08

-0.04

0

0.04

0.08

0.12

-0.2 -0.15 -0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2W, отн.ед.

Q, о

тн.ед.

Рис. 2. Хаотическая зависимость речного стока от влагозапасов почвы

Для учета влияния температуры воздуха на закономерности речного

стока в систему (1) добавлено уравнение теплового баланса, описывающее потоки тепла, в основном приход солнечной энергии и расход в виде отражения и излучения земной поверхностью, а также потери тепла на испарение. Система (1) приобретает вид:

( )[ ] ( )

( )

( )

−=

−−=

−−−=

,

)(14

0

WKQG

dtdQ

QWEPdt

dW

WLETIWSdtdTc α

(5) где в первом уравнении T – приповерхностная температура воздуха; с –

теплоемкость воздуха; ( )xα – альбедо; 0S – солнечная постоянная; сущест-венное значение в тепловом балансе земной поверхности имеет расход тепла на испарение LE , которое определяется как произведение массы испарившейся воды E на теплоту испарения L . В уравнении учтена величина LE , зависящая от влагозапасов суши. Все три уравнения записаны в безразмерных переменных.

Разложим первое уравнение в ряд Тейлора до третьих степеней слагаемых в окрестности стационарной точки (Ts,Ws,Qs), считая

( ) ( ) ( ),~,~,~sss QQQWWWTTT −=−=−=

Выберем значения параметров с учетом значений солнечной постоянной и теплоемкости воздуха, при этом система (5) принимает вид:


101

++−−=

−−−=

−+−−=

322

32

32

~6.0~~4.0~~5.0~~2

~~5.0~~5.0

~37.0~25.0~082.0~025.0

WQWQWWWdtdQ

WWQWdt

dW

WWWTdtdT

(6) При выбранных значениях параметров температура воздуха растет

первые 100 лет примерно на 1 отн. ед., замет стабилизируется. Зависимость влагозапасов от температуры представляет собой предельный цикл, такой же получилась зависимость стока от температуры и стока от влагозапасов (рис.3). Цикл по температуре 129 лет, по стоку и влагозапасам 36,8 лет.

-2

-1

0

1

2

-0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

Температура, отн.ед.

Влагоз

апасы

, отн

.ед.

-3

-2.5-2

-1.5-1

-0.50

0.51

1.5

-0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8

Температура, отн.ед.

Сток,

отн

.ед.

-3

-1

1

3

-1 0 1 2Влагозапасы, отн.ед.

Сто

к, о

тн.ед.

Рис. 3. Три фазовых портрета для системы (3)

В заключение отметим, что предложенная модель колебаний речного стока отражает его наиболее существенные особенности, а именно его цикличность и хаотическое поведение. Таким образом, предложена теоретическая схема, с помощью которой можно проводить исследование динамики речного стока.

Выявленная структура колебаний стока говорит о том, что его прог-нозы возможны только на один шаг вперед как для среднемноголетнего стока, так и для среднемесячного и среднедекадного. Кроме того, показано, что при воздействии на систему периодической силы, ее отклик является апериодическим, что согласуется с теорией хаотических колебаний.


1. Найденов В.И., Крутова Н.М. Тепловая неустойчивость испарения // Теоретические основы химической технологии. 2003. Том XXXVII. № 5. – С.23-28.

2. Найденов В.И., Швейкина В.И. Земные причины водных циклов // Природа. 1997. № 5. – С.19-30.


102

СЕКЦИЯ 2. ЛАНДШАФТЫ И ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЕ

ECOLOGICAL CONSTRUCTION STRATEGY OF THE UPPER

YELLOW RIVER GRASSLAND ZHANG Yao-sheng

Northwest Institute of Plateau Biology, Chinese Academy of Sciences, Xining 810001, China

Qinghai-Tibet Plateau gave birth to many rivers, the Yellow River is one of the

most important rivers. The region of upper Yellow River is with high altitude, cold and dry climate. Grassland is main vegetation type and grazing livestock is a traditional land use patterns in the region. In recent years, due to climate change and human activities interfere with the production, grassland degradation, serious weakening of the grass water conservation function, it threat to water security in the Yellow River region. In response to serious environmental problems, the Chinese government established here the country’s largest nature reserve to eco-environment construction.

1. Grassland ecological problems of the upper Yellow River region Grassland of the upper Yellow River region is alpine grassland and alpine

meadow mainly, where the grass is poor anti-interference ability, easy to damage and difficult recovery, rapid population growth and livestock as a serious overload, rapid deterioration of ecological environment. The main ecological problems: shrinking lakes, wetlands. For example, in the Yellow River source region, both Zaling and Eling lakes were shrinking in 1996, water level dropped by nearly two meters, the first between the two lakes dried up. There were over 4000 Lakes in the Maduo countyIn the last century, but more than half of lakes dried up in 2003. Serious grassland degradation, degraded grassland accounts for available pasture area of more than 50%. Increasingly serious land desertification, grassland carrying capacity is reduced. Soil erosion area was more than 30% of the total area. Biological extinction of some rare endemic, grassland ecological environment deterioration leading to destruction of the living environment, economic development of livestock was be threatened, some herders have to leave from here.


103

2. Analysis of the causes of environmental degradation Impact of climate change: global climate change profoundly affects the

upper reaches of the Yellow River grassland ecosystems, climatic warming and drying lead to water Resources shortages, one resulting is melting glaciers and snow, second is affect the total watershed evapotranspiration and the third is to change the mountain valley precipitation patterns, four is to change the watershed land surface and near-surface air temperature difference between. 2001-2004 average temperature than the previous 30-year average temperature increase 0.9 °C. Decreased precipitation occurs mainly in summer and autumn. Evaporation increases, temperature increases cause the grass to reduce plant species richness, warm dry weather led to a decline in grass yield, dwarf grass group, carrying capacity is decreasing, decrease operating efficiency of animal husbandry.

Human factors: population growth, resulting in increase in the number of livestock overgrazing and blind reclamation, resulting in destruction of grassland vegetation. the region of upper Three Rivers with a population of 0.13 million in 1949. in 2003 the region of 0.61 million people. The number of Animal is four times as 1949, 50% -60% overload.

3. Achievements in ecological construction Ecological protection and construction projects, the main content is return

grazing pasture and farmland as fencing and against grazing, sowing degraded grassland and management project, rodent control projects. Infrastructure projects of Production and living of farmers and herdsmen mainly is ecological migration projects, small town construction, energy development in pastoral areas, grassland irrigation and human and livestock drinking water projects. There are also artificial rainfall engineering, ecological monitoring and scientific and technological training programs. Over the years, the region's ecological construction has made great achievements. Currently, the resettlement project has established 86 immigrant communities, immigration settlement 10579 families, 49631people. Decrease sheep and yak 3184000 in the region.

4. Сurrent problems As economic development has lagged behind, have no wide employment

opportunities, production transformation difficult. Immigrants in addition to familiar grazing production activities, lack of other production skills. If engaged in agriculture and animal husbandry product processing and other industrial activities, as a non-herders technology, nor the capital and the third is the


104

language barrier, the four cultural quality is generally low, Seriously affect their subsequent industrial development.

Rapid population growth led to pastoral meadow carrying too much, the increase in population---- increase in the number of livestock ---- grassland overgrazing ---- vegetation structural damage ---- primary productivity decreased ---- livestock economy efficiency decreased ---- environmental degradation, which is causal chain of grassland degradation. Implementation of the Three Rivers Conservation District, pastoralists just move out of the core area, placing them in the experimental area, and did not move out of nature reserves. Thus, immigrants move to a larger population will be under pressure load. Subsequent development of immigration must take into account the characteristics of production, the proper development of labor-intensive industries, in order to ease the employment pressure.

5. Development Strategies 5.1. Increase financial support for efforts to support a leading role in key

and leading enterprises and raw material bases. Improve and implement tax incentives to increase capital investment credit. Management of capital, technology and personnel support to the immigrant community management system innovation, system innovation, operational innovation, support and guidance to help immigrants update concepts, improve labor skills, change the mode of production and increase revenue. Explore the establishment of a government, society, business and other aspects of channel and co-financing mechanism, to form an effective ecological compensation system.

5.2. Enhance technical training, appropriate technology such as feeding livestock, livestock products, catering, trade, transport, tourism, ethnic garment processing, handicrafts religious supplies processing, farming equipment repair, construction labor export, etc., in order to achieve a variety of ways of employment. Promote a village one product of intensive development model, the formation of special industries such as yak milk base, stone art production industry advantage. With organic animal husbandry in the region a unique base construction, to achieve standardized, intensive, large-scale operation, extend the industrial chain, strengthening export-oriented industrial development.

5.3. Strengthen community infrastructure such as road, electricity, water supply, communications and television. Strengthen the market building, promote commercial production and circulation of farm products, increase cash flow and enhance system functionality. Promote construction of small towns, in order to


105

improve the function of urban expansion and population size to promote agriculture and animal husbandry product processing and service industries. Resettlement practice formed a "concentration of population – urban expansion – economic development", the migration model of economic development. To achieve the "moving and stability is maintained, can get rich," the immigration targets, we must develop patterns of immigration will solve the eco-engineering and migration and urbanization, migration for employment development and, to actively promote urbanization and construction, immigration and relocation into the region's sustainable development.

БИОЛОГИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ ВЛАДИМИРСКОЙ ОБЛАСТИ (ОЦЕНКА И ПРОБЛЕМА СОХРАНЕНИЯ)

Н.А. Андрианов, А.И. Омехина Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г.

Столетовых, г.Владимир, Россия

Устойчивое развитие РФ, высокое качество жизни и здоровья ее населения, а также национальная безопасность могут быть обеспечены только при условии сохранения природных систем, поддержания соответст-вующего качества окружающей среды, в том числе, при сохранении биологического разнообразия. В 2001 году Российская Академия Наук совместно с Министерством природных ресурсов разработали «Националь-ную стратегию сохранения биологического разнообразия», в которой цель определена как «Сохранение разнообразия природных биосистем на уровне, обеспечивающем их устойчивое существование и неистощительное использование, а также сохранение разнообразия одомашненных и культи-вируемых форм живых организмов и созданных человеком экологически сбалансированных природно-культурных комплексов на уровне, обеспечи-вающем развитие эффективного хозяйства и формирование оптимальной среды для человека» [1].

В рамках дипломной работы по специальности «Экология» была рассмотрена проблема сохранения биоразнообразия на видовом уровне по Владимирской области.

Территория Владимирской области расположена в центре Нечерно-земной зоны, входит в состав Центрального экономического района России.


106

По характеристике почвенного покрова область делится на три основные зоны: зона серых лесных почв Владимирского Ополья; зона дерново-подзолистых среднесуглинистых и легкосуглинистых почв; зона дерново-подзолистых супесчаных и песчаных почв.

Владимирская область относится к зоне хвойно-широколиственных лесов, лесному району хвойно-широколиственных лесов Европейской части Российской Федерации. По состоянию на 1 января 2010 г. общая площадь лесов Владимирской области составляла 1,6 млн. га. Лесистость – 51,6%. Основные лесообразующие породы: сосна – 51,8%, берёза – 30,3%, ель – 9,6%, осина – 5,5%.

На территории Владимирской области озеро 140 водохранилищ. Все водоёмы относятся к бассейнам рек Клязьма и Ока. Климат в целом благоприятен для проживания населения и его хозяйственной деятельности. Для области характерна относительно невысокая равномерно распределенная по территории антропогенная нагрузка.

Животный мир Владимирской области насчитывает 62 вида млеко-питающих, 43 вида рыб, 212 видов птиц, 10 видов земноводных, 6 видов пресмыкающихся и предположительно 2000 видов беспозвоночных. Растительность представлена примерно 1200 видами сосудистых растений. Ихтиофауна насчитывает 40 видов, из которых 2 вида (обыкновенный подкаменщик и шип) занесены в красные Книги РФ и Владимирской области). В Красную Книгу РФ занесено 34 представителя животного мира и 13 растительного. В Красную Книгу Владимирской области занесено 160 видов животных, 169 видов растений, 6 видов грибов, кроме того приводит-ся перечень из 183 видов объектов животного мира, 35 видов растений и 6 видов грибов, нуждающихся в особом внимании к их состоянию [2, 3].

Работа по охране окружающей среды, оценке и сохранению биораз-нообразия ведется государственными природоохранными и надзорными органами: Департаментом природопользования и охраны окружающей среды администрации Владимирской области Дирекцией особо охраняемых природных территорий Владимирской области; Росохотнадзором, Росприроднадзором; Владимирским областным отделом по сохранению и воспроизводству водных биологических ресурсов и организации рыболов-ства ФГУ «Центррыбвод» и др. В области с 1998 года велась работа по сеточному картографированию флоры, в 1999 году разработана и реализу-ется программа «Флора Владимирской области». Состояние и использо-


107

вание видового разнообразия отражается в Ежегодных докладах «О состоянии окружающей среды и здоровья населения Владимирской области в 1993-2009 годах», изданы: «Красная Книга Владимирской области» [3], «Определитель сосудистых растений Владимирской области» [4], «Краткий определитель грибов Владимирской области и сопредельных областей» [5], «Каталог позвоночных животных Владимирской области» [6], «Каталог беспозвоночных животных Владимирской области» [7], «Служебный каталог чешуекрылых» [8] и др. По данным Дирекции ООПТ на 1 января 2011 года во Владимирской области организованы 190 особо охраняемых природных территорий: 1 национальный парк; 35 заказников разного профиля; 147 памятника природы; 4 округа горно-санитарной охраны (санаторно-курортные местности); 2 историко-ландшафтных комплекса; 1 дендрологический парк.

Существуют проблемы организации сохранения биоразнообразия: отсутствуют обобщенные методики проведения мониторинга; отсутствуют критерии выбора объекта мониторинга, критерии выбора территории мони-торинга, критерии оценки эффективности природоохранных мероприятий.

Целесообразна разработка региональной Стратегии сохранения биоразнообразия, соответствующая Национальной Стратегии сохранения биоразнообразия России.

Полагаем, что структура Стратегии может быть следующей: 1. введение (преамбула): назначение и субъекты; 2. особенности Владимирской области; 3. цели и задачи Стратегии 4. принципы Стратегии; 5. организация мониторинга; 6. механизмы реализации Стратегии. Введение (преамбула) Назначение стратегии:

Стратегия – документ долгосрочного планирования; определяет принципы, приоритеты политики и действий; содержит план действий, включающий разработку нормативно-правовых актов и экономического механизма реализации; направлена на обеспечение устойчивого развития.

Субъекты: − население Владимирской области; − органы законодательной власти и органы местного самоуправления;


108

− государственные природоохранные, надзорные и контролирующие организации;

− природопользователи; − образовательные учреждения, средства массовой информации, религи-

озные организации и др. Особенности Владимирской области. Дается характеристика природно-климатических условий, оценка

антропогенной нагрузки, оценка существующего биоразнообразия Владимирской области.

Цель и задачи. Цель Стратегии: реализация на региональном уровне Национальной

стратегии сохранения биологического разнообразия. Успешная реализация стратегии связано с:

1. Уяснением необходимости, важности и срочности действий по сохранению биоразнообразию.

2. Разработкой нормативно-правовой базы и методологии, включая разработку критериев выбора территории, участка, зоны, на которых будет проводиться мониторинг, критериев выбора объекта монито-ринга, критериев оценки эффективности мероприятий по сохранению биоразнообразия.

3. Организационно-структурным обеспечением. 4. Целевым финансовым обеспечением. 5. Организацией мониторинга состояния биологического разнообразия. 6. Уточнением и оценкой распространяемости (установление перечня

видов растений, животных и грибов, в том числе редких и находя-щихся под угрозой исчезновения).

7. Формированием базы данных регионального биоразнообразия. 8. Ведением Красной Книги Владимирской области. 9. Разработкой стратегии сохранения отдельных видов живых организ-

мов. 10. Повышением информированности населения по проблеме сохране-

ния биоразнообразия, совершенствованием системы экологического образования и воспитания. Принципы сохранения биоразнообразия. По нашему мнению могут быть приняты следующие принципы:

− принцип устойчивого развития;


109

− необходимости и срочности действий; − экологической обоснованности; − сохранения экосистем и их привычного функционирования; − учёта последствий хозяйственной деятельности, в том числе отдалён-

ных последствий: − сотрудничества и кооперации; − широкой информированности населения, формирование экологичес-

кой культуры, посредством экологизации системы образования и воспитания;

− принцип ответственности. Организация мониторинга включает в себя:

− разработку методологии ведения мониторинга; − установление организационной структуры; − установление места и объектов мониторинга; − создание и ведение базы данных биоразнообразия; − оценка эффективности проводимой работы и прогноз состояния

биоразнообразия. Мониторинг биоразнообразия взаимосвязан с мониторингом

состояния окружающей среды. Механизмы реализации региональной стратегии.

1. Политический механизм, основанный на уяснение важности и срочности сохранения биологического разнообразия.

2. Правовой механизм. Принятие новых нормативно-правовых докумен-тов.

3. Организационный механизм. Создание необходимых организацион-ных структур.

4. Экономический механизм – финансовое обеспечение, система поощре-ния и штрафов.

5. Социальный механизм. Формирование общественного сознания, внед-рение принципов сохранения биоразнообразия в культуру, воспитание гуманного отношения к природе, повышение экологической грамот-ности населения. Все перечисленные действия будут способствовать обеспечению

сохранения биоразнообразия, сохранения устойчивости природных систем, будут способствовать устойчивому развитию региона.


110

Список используемой литературы 1. Национальная Стратегия сохранения биологического разнообразия.

Разработана РАН РФ и МЧС России. – М., 2001. 2. Ежегодный доклад «О состоянии окружающей среды и здоровья

населения Владимирской области в 2009 году. 3. Красная Книга Владимирской области / Администрация Владим. обл.,

Департамент природопользования и охраны окружающей среды, Гос. автоном. учреждение «Единая дирекция особо охран. прир. террито-рий Владим. обл.»; [Р.Е. Азбукина и др.]. – Владимир: Транзит-ИКС, 2010. – 400с.: ил.

4. Вахромеев, И.В. Определитель соудистых растений Владимирской области / И.В. Вахромеев. – Владимир: Маштек, 2002. – 312с.

5. Кузьмин, Л.Л., Скрипченко, Л.С. Краткий определитель грибов Влади-мирской области и сопредельных областей / Л.Л. Кузьмин, Л.С. Скрипченко. – Владимир: ВОЭФ Кукушкин пруд, 1994. – 31с.

6. Кузьмин, Л.Л., Сербин В.А. Каталог позвоночных животных Влади-мирской области / Л. Л. Кузьмин, В. А. Сербин. – Владимир: Влади-миринформэкоцентр, 2008. – 22с.

7. Веселкин, Г.А. Каталог беспозвоночных животных (INVERTEBRATA: Protozoa et Animalia) Владимирской области / Г. А. Веселкин – Владимир: ВГПУ, 2003. – 111с.

8. Усков, М.В. Служебный каталог чешуекрылых / М.В. Усков. – Влади-мир - Гусь-Хрустальный: ВГГУ, 2006. – 27с.

СОХРАНЕНИЕ БИОРАЗНООБРАЗИЯ НА ПРИМЕРЕ РАЗВИТИЯ

БАХТИНСКОГО ОХОТХОЗЯЙСТВА ВЛАДИМИРСКОЙ ОБЛАСТИ Н.А. Андрианов, П.Д. Симаков Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых,


Устойчивое развитие общества возможно только при условии устойчивости биосистем, а том числе при сохранении биологического разнообразия и его привычного функционирования.

Реализация Национальной Стратегии сохранения биологического разнообразия многоплановая. Частная задача, сохранение видового состава


111

и численности охотничьих птиц и животных, реализуется Российским обществом охотников и рыболовов.

Во Владимирской области площадь охотничьих угодий составляет 2500 тыс. га (территория области – 2908,4 тыс. га).

Под контролем Охотинспекции по Владимирской области ведётся мониторинг численности охотничьих птиц и зверей в 138 охотхозяйствах (в 101 закреплённом – находящихся в аренде и в 35 общедоступных). Динамика численности некоторых видов охотничьих ресурсов за 2007-2009 годы представлена в табл. 1.

Таблица 1 Численность некоторых видов охотничьих ресурсов во Владимирской области за период 2007-2009 гг.

№ п/п

Вид охотничьих ресурсов

Численность, тыс. особей 2007 г. 2008 г. 2009 г.

1. Кабан 5,1 6,6 7,0 2. Лось 6,4 7,1 7,1 3. Олень благородный 0,8 1,06 1,4 4. Олень пятнистый 0,85 0,8 0,8 5. Волк 0,02 0,02 0,03 6. Лисица 3,7 4,5 5,3 7. Барсук 0,6 0,7 0,6 8. Куница лесная 2,1 2,7 2,8 9. Горностай 1,5 1,4 1,7 10. Хорёк 0,3 0,5 0,4 11. Норка 2,7 3,7 4,3 12. Заяц-беляк 20,6 21,9 21,9 13. Заяц-русак 1,6 1,9 1,9 14. Бобр 9,0 16,6 17,8 15. Белка обыкновенная 28,8 48,7 78,5 16. Ондатра 22,4 33,0 35,5 17. Глухарь 4,0 3,6 4,0 18. Тетерев 10,9 10,1 10,4

Бахтинское охотхозяйство организовано в 2003 году, охотполь-

зование осуществляется на долгосрочной основе ООО «Синеборье». Площадь – 11853 га, из них 10429 га угодья, пригодные для обитания


112

охотничьих птиц и зверей; для птиц класс бонитета угодий – IV, для лося и кабана – III класс, для зайца-беляка – IV.

В Бахтинском охотхозяйстве осуществлялся комплекс мероприятий по сохранению и приумножению численности охотничьих зверей и птиц:

− закладка (посев) кормовых полей; − устройство подкормочных площадок для кабанов; − устройство солонцов для лося и зайца-беляка; − подрубка осины; − выкладка кормов (зерно, зерноотходы, комбикорма, корнеплоды); − выпуск охотничьих птиц (утки); − охрана охотугодий; − уничтожение вредных животных и птиц; − ветеринарно-профилактические мероприятия по борьбе с болезнями; − изготовление и установка аншлагов (аншлагирована вся территория); − работа с населением.

В настоящее время в охотхозяйстве ежегодно засевается зерновыми культурами 5 полей, обустроено 10 подкормочных площадок для кабанов (подкормка производится круглогодично, выкладывается порядка 60 тонн комбикорма, зерна и картофеля), 17 солонцов для лося, кабана и зайца.

Регулярное и качественное выполнение перечисленных мероприятий обеспечило положительные результаты. Результаты учёта охотничьи птиц и зверей в 2005-2011 годах представлены в табл. 2, 3, 4, 5.

Таблица 2 Сводная ведомость учёта кабанов на подкормочных площадках в

Бахтинском охотхозяйстве за период с 2005 г. по 2011 г.

Год учёта

Количество учтён-ных животных

(особей)

в том числе

самцов, гол./% самок, гол./%

молодняка до 1 года, гол./%

2005 54 12/22 10/19 32/59 2006 80 10/13 19/24 51/63 2007 89 12/14 25/28 52/58 2008 81 11/13 16/20 54/67 2009 86 10/12 26/30 50/58 2010 114 20/18 37/32 57/50 2011 153 17/11 36/24 100/65


113

Таблица 3 Количество лосей в Бахтинском охотхозяйстве

по результатам ЗМУ за период с 2005 г. по 2011 г.

Год учёта Общая

протяжённость маршрутов, км

Общая численность по хозяйству, особи

2005 февраль 22,5 34 2006 февраль 22,5 36 2007 февраль 22,5 37 2008 февраль 22,5 40 2009 февраль 22,5 40 2010 февраль 19,3 63 2011 февраль 19,3 69

Таблица 4 Сводная ведомость учёта глухарей на токах за период 2004-2010 гг.

Год учёта Всего, шт. в том числе

самцов самок

2004 56 24 32 2005 64 24 40 2006 48 23 25 2007 57 29 28 2008 65 33 32 2009 66 34 32 2010 84 42 42

Таблица 5 Сводная ведомость учёта тетеревов на токах за период 2004-2010 гг.

Год учёта

Всего, шт. в том числе

самцов самок

2004 202 132 70 2005 221 143 78 2006 233 147 86 2007 155 105 50 2008 105 55 50 2009 220 110 110 2010 99 65 34


114

Снижение численности тетерева возможно связано с ухудшением кормовой базы (прекращением деятельности сельхозпредприятий – прекра-щение сева зерновых культур), неблагоприятными погодными условиями, а также с гибелью в зимний период от кабана.

С целью увеличения численности и биоразнообразия охотничьих животных Бахтинское охотничье хозяйство систематически увеличивает объемы работ по проведению биотехнических мероприятий. Соответствен-но, увеличиваются затраты на их выполнение. Возрастающая численность охотничьих животных позволяет увеличивать количество изымаемого пого-ловья при проведении спортивной охоты и несколько увеличить доходы.

Анализ деятельности Бахтинского охотхозяйства позволяет сделать следующие выводы:

− такая форма организации и ведения охотничьего хозяйства является достаточно эффективной, обеспечивает сохранение и приумножение биоразнообразия охотничьих птиц и зверей;

− централизованное нормирование охотничьих ресурсов в плане уста-новления сроков охоты, допустимой численности и допустимого изъятия не в полной мере соответствует фактическим условиям и возможностям;

− охотничье хозяйство может быть рентабельным, экологически и экономически эффективным.

МОРФОАНАЛИТИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА ЦЕЛИННЫХ И ПАХОТНЫХ

ПОЧВ ДОЛГО- И КРАТКОПОЕМНЫХ ПОЙМ ЛЕСНОЙ ЗОНЫ (НА ПРИМЕРЕ

ДОЛИН РЕК ОБИ И ОКИ). ПРОБЛЕМЫ КЛАССИФИКАЦИИ

АЛЛЮВИАЛЬНЫХ ПОЧВ ТАЕЖНО-ЛЕСНОЙ ЗОНЫ П.Н. Балабко, А.А. Снег


Исследовались целинные почвы долгопоемной сегментно-гривистой поймы реки Оби в Колпашевском районе Томской области и пахотные почвы краткопоемной сегментно-гривистой поймы р. Оки в Озерском районе Московской области.


115

Пойма Оби на этом участке широкая (10-30 км), изрезана много-численными протоками, старичными озерами, а иногда и руслами малых рек. Главные особенности почвообразования в Обской пойме определяются очень длительной поемностью (по данным многолетних исследований вся пойма затапливается редко на срок от 14 до 20 дней, гривы затапливаются почти ежегодно от 3 до 56 дней, низины ежегодно от 26 до 84 дней) и повышенной аллювиальностью (мощность наилков от 1 до 100 мм). Вследствие долгопоемности в почвенном покрове преобладают почвы избыточного увлажнения, тяжелосуглинистого и глинистого гранулометри-ческого состава. Данные почвы отличаются бедностью петрографического состава, поскольку в пойму поступает аллювий, содержащий кварц, поле-вые шпаты, слюды и рудные минералы. Попытки осушения и распашки пойменных почв Оби в пределах лесной зоны не привели к успеху. Осуши-тельные каналы заиливались и не отводили избыточную воду. Распаханные участки поймы засорялись корягами и бревнами, принесенными паводко-выми водами, затем на этих местах поселялось сорное разнотравье. После неудачных попыток осушения и распашки почв долгопоемной поймы р. Оби в пределах таежно-лесной зоны было принято решение использовать ее в качестве сенокосов и пастбищ. Значительная территория поймы Оби в ее среднем течении в земледелии не используется, поэтому в данной пойме преобладают целинные почвы.

Интенсивное меандрирование русла реки Оби в относительно рыхлых аллювиальных отложениях формирует два вида пойм: полно-развитую латерально нарастающую в сторону русла с эволюционным рядом почв – русловый аллювий → аллювиальная дерновая почва → аллювиальная дерново-луговая → аллювиальная луговая почва, а также усеченную наложенную пойму с почвами, в профиле которых имеются погребенные горизонты. Представляется целесообразным рассмотреть изменение морфологии и некоторых свойств в представленном эволюцион-ном ряду.

Морфология и микроморфология аллювиальных дерновых целинных почв, которые формируются в прирусловой области полноразвитой поймы долины реки Оби. Эти почвы имеют незначительной мощности гумусо-аккумулятивный горизонт (0-20 см) рыхлого сложения, непрочной мелко-комковатой структуры. Главная черта аллювиальных дерновых почв –


116

слоистость профиля. Слоистость прослеживается также при исследовании почв в шлифах, а именно, чередование пылевато-песчаного и песчаного элементарного микростроения. В почвах дернового типа отсутствуют или слабо выражены признаки гидроморфизма. Глинистая плазма раздельно-чешуйчатой ориентировки, признаки подвижности плазменных веществ отсутствуют. Все это свидетельствует о том, что аллювиальные дерновые почвы формируются в условиях преимущественно атмосферного водного питания и повышенной аллювиальности. Почти все аллювиальные дерновые почвы поймы реки Оби в пределах таежно-лесной зоны кислые и слабокислые (рНсол. 4,3-5,6), малогумусные (1,5-2,0%).

По мере перехода от прирусловья в центральную часть поймы в формировании почв заметно уменьшается роль аллювиального процесса и нарастает значение биологических факторов и гидрогенной аккумуляции веществ. Слоистое макро- и микросложение, характерное для аллювиаль-ных дерновых почв прирусловой поймы, почти полностью исчезает, структура становится комковато-зернистой. В результате гидрогенной аккумуляции железа в профиле аллювиальных луговых почв центральной поймы образуется большое количество разнообразных по форме железис-тых макро- и микроновообразований. В нижней части профиля аллювиаль-ных луговых почв присутствуют оглеенные морфоны. В шлифах, изготов-ленных из образцов почв горизонта В ненарушенного сложения, под микроскопом легко обнаруживаются глинистые кутаны иллювиирования в виде пленок по стенкам пор и глинистых натеков. Аллювиальные луговые почвы кислые (рНсол 4,3-4.7), по содержанию гумуса относятся к средне-гумусным (3,5-5,0%) и многогумусным (5,2-7,6%).

Для усеченной поймы характерно движение реки к ранее сформиро-вавшейся пойме, где прирусловой вал разрушен боковой эрозией и на территорию центральной поймы накладываются условия осадконакопле-ния, характерные для прирусловой поймы. В этом случае суглинистая зернистая почва перекрывается наносами более легкого гранулометричес-кого состава. Верхняя часть профиля этих почв имеет слоистое сложение, а нижняя толща сохраняет признаки луговой или болотной почвы.

Пойма реки Оки на участке исследования полноразвитая сегментно-гривистая, нарастающая в сторону русла. Ширина поймы 1,5-2 км, наиболее развита центральная пойма. В последние годы пойма затаплива-


117

ется редко или на незначительный период, поэтому в Серпуховском, Каширском и Озерском районах Московской области пойма распахана почти полностью. На данном отрезке поймы осуществляется двойное регулирование водного режима: осушение сетью открытых каналов и орошение дождеванием. Выращиваются следующие культуры: свекла, мор-ковь, капуста, картофель, кукуруза, кабачки. Средняя урожайность капусты 70-100 т/га, картофеля 27-36 т/га, моркови 42-84 т/га, свеклы 56-76 т/га. Следует отметить, что в засушливый 2010 г., несмотря на орошение, урожайность картофеля снизилась до 14 т/га, моркови – до 34 т/га, капус- ты – до 52 т/га. В результате интенсивного сельскохозяйственного использования в морфологии дерновых и луговых почв произошли следую-щие изменения: комковато-зернистая структура трансформировалась в комковато-ореховатую с элементами глыбистой; образовалась плужная подошва плотностью сложения 1,4-1,6 г/см3. Плужная подошва является водоупором, что приводит к вторичному контактному оглеению и появлению многочисленных марганцовисто-железистых новообразований.

При длительном использовании аллювиальных почв поймы р. Оки под пашню в течение 50 лет потери гумуса составили 1-2 абс. %. Произош-ло изменение реакции почвенной среды в сторону подщелачивания (рНвод. 7,6-8,2), увеличилось содержание подвижного фосфора с 15 до 32 (в некоторых почвах до 72) мг/100 г, обменного калия с 9,6 до 33,3 мг/100 г почвы (Шишов, 2007).

Классификация пойменных почв. В настоящее время существует два направления в классификации аллювиальных почв. Первое – эколого-генетическое (Добровольский, 1958, 1968, 2005; Кораблева, 1969; Класси-фикация..., 1977). Второе направление – профильно-генетическое (Класси-фикация..., 2000, 2004; Полевой определитель почв России, 2008).

Согласно классификации, разработанной Г.В. Добровольским (1958, 1968, 2005) и явившейся основой для «Классификации почв СССР» 1977 г., в поймах лесной зоны выделяется три типа почв: дерновые кислые, луговые кислые и болотные. Согласно классификации 1977 г., аллювиальные дерно-вые кислые почвы формируются в прирусловой пойме на прирусловых валах, грядах и островах и в центральной пойме на высоких элементах рельефа главным образом под лугами, кустарниками и прирусловыми лесами, в условиях кратковременного затопления. Во внепаводковый пери-


118

од верхняя граница капиллярной каймы опускается за пределы почвенного профиля. Почвы не переувлажнены, следы оглеения отсутствуют. Аллюви-альные луговые кислые почвы формируются на плоских равнинных участках, пологих гривах и неглубоких межгривных понижениях централь-ной поймы под влажными разнотравно-злаковыми лугами и влажными лесами. После паводка верхняя граница капиллярной каймы постоянно или периодически находится в пределах почвенного профиля. Для них характерна гидрогенная аккумуляция веществ. Аллювиальные болотные почвы формируются в условиях избыточного увлажнения, оглеения и торфонакопления в понижениях притеррасной части поймы и в депрессиях рельефа на пойменных террасах под богатой эвтрофной травянистой и кустарниковой растительностью, ольшаниками, ивняками и березняками. Тип дерновых кислых почв подразделяется на 4 подтипа (аллювиальные дерновые кислые слоистые примитивные, аллювиальные дерновые кислые слоистые, собственно аллювиальные дерновые кислые, аллювиальные дерновые кислые оподзоленные). Тип аллювиальных луговых кислых почв представлен тремя подтипами (аллювиальные луговые кислые слоистые примитивные, аллювиальные луговые кислые слоистые, собственно аллю-виальные луговые кислые). В типе аллювиальных дерновых почв выделя-ется два рода: обычные и галечниковые (с галькой в верхнем полуметре профиля). Разделение аллювиальных луговых кислых почв на роды происходит по отсутствию (обычные) или наличию горизонтов ожелезне-ния или оруденения гидрогенного происхождения (ожелезненные). Деление почв на виды происходит по мощности гумусового горизонта (маломощные от 20 до 40 см, маломощные укороченные < 20см) и содержанию гумуса (малогумусные до 3%, среднегумусные от 3 до 5%, многогумусные > 5%).

В классификации почв России 2004 г. аллювиальным дерновым кислым почвам соответствуют аллювиальные серогумусовые, аллювиаль-ным луговым кислым – аллювиальные серогумусовые (дерновые) глеевые почвы.

В данных классификациях мало внимания уделено широко распрост-раненному в таежно-лесной зоне процессу глееобразования (Зайдельман, 1969, 2009) и роли своеобразной зернистой структуры, характерной для почв пойм. С учетом этих аспектов было бы желательно в выделении подтипов отметить слоистость и зернистость почв, на уровне рода следует


119

дополнить выделение по степени и глубине оглеения (неоглеенные, глубокооглеенные, глееватые, глеевые). Разделение на виды следует произ-водить по мощности гумусового горизонта и содержанию гумуса, на под-виды – по наличию или отсутствию оподзоленности, на разновидности – по гранулометрическому составу, на разряды – по характеру подстилающего аллювия или торфа, на подразряды – по степени смытости или окультурен-ности. Антропогенно измененные аллювиальные почвы предлагается называть соответственно агродерновыми, агролуговыми и агроболотными в том случае, если если под пахотным (агрогумусовым) горизонтом залегает сохранившийся от естественной профиль аллювиальной почвы и агрозеами аллювиальными в случае, если за агрогумусовым горизонтом следует срединный почвенный горизонт или подстилающая порода (Полевой определитель..., 2008).

Например, полное название аллювиальной луговой кислой почвы: аллювиальная агролуговая кислая слоистая глееватая среднегумусная мало-мощная оподзоленная среднесуглинистая на глинистом аллювии средне-окультуренная.

Список используемой литературы 1. Добровольский Г.В. Классификация пойменных почв лесной зоны //

Почвоведение, 1958, № 8. – С.93-101. 2. Добровольский Г.В. Почвы речных пойм центра Русской равнины. –

М.: Изд-во МГУ, 1968. – 296с. 3. Добровольский Г.В. Почвы речных пойм центра Русской равнины. –

М.: Изд-во МГУ, 2005. – 295с. 4. Классификация и диагностика почв России. – Смоленск: Ойкумена,

2004. – 342с. 5. Классификация и диагностика почв СССР. – М.: Колос, 1977. – 224с. 6. Кораблева Л.И. Плодородие, агрохимические свойства и удобрение

пойменных почв Нечерноземной зоны. – М.: Недра, 1969. – 278с. 7. Полевой определитель почв России. М.: Почвенный ин-т им. В.В.

Докучаева, 2008. – 182с. 8. Шишов С.А. Минералогические и органические компоненты

аллювиальных почв центральной поймы р. Ока. Автореф. канд. дисс., М., 2007. – 24с.


120

ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ

АРЕАЛОВ ЛАНДШАФТОВ В ПРОСТРАНСТВЕ КРИВОЛИНЕЙНЫХ

ПОЧВЕННЫХ ТЕЛ И.Ю. Винокуров

Владимирский НИИ сельского хозяйства Росссельхозакадемии, г.Суздаль, Россия

The profiles of rate constant of nitrification, beginning concentration of nitrate

of elements areal of landscaple at placing on the relief is present. Features of distribution of parameters for elementary areas of landscapes in space of curvilinear soil bodies is discuss.

При исследованиях криволинейных почвенных тел нами использован

докучаевский подход к изучению ландшафтных катен. В катенах связь между элементарными ареалами ландшафтов рассматривается через относительное двухмерное пространство полос: верха – середины – низа целого склона как единого почвенного тела.

Рис. 1. Вертикальный поперечный срез профиля исследуемого криволинейного почвенного тела (СЗ – северо-западная, ЮВ – юго-восточная экспозиции)

Нами исследовалось распределение параметров элементарных

ареалов ландшафта при возмущении локальной катены, т.е. внесении полосы минеральной системы удобрения в дозе N30P30K30 размером 3м х 950м. На рис. 2, 3 приведено в реальном масштабе (в метрах) распределе-ние концентрации аммиачных и нитратных ионов, т.е. исходного и конеч-ного вещества нитрификации по горизонтам в пространстве исследуемого криволинейного почвенного тела при минеральном техногенном воздейст-вии в форме полосы. Водораздел принят за ноль в выбранной системе отсчета.


121

Заметим, что полученные пространственные информационные струк-туры для всех рассматриваемых горизонтов подчиняются закономерностям нелинейной симметрии. В связи с тем, что склон СЗ экспозиции более пологий, чем склон ЮВ экспозиции, нами для удобства интерпретации используется схема, в который масштаб склона СЗ экспозиции сжимается до масштаба склона ЮВ экспозиции. В результате этих преобразований ось симметрии проходит через центр схемы.

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

5,5

-500 -450 -400 -350 -300 -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200

№ ЭАЛ, м

Концентрация

ионов

аммония

, мг/

100г

почвы

0-2020-4040-6060-8080-100

Рис. 2. Зависимость концентрации ионов аммония по горизонтам ЭАЛ

в пространстве криволинейного почвенного тела

Пространственные профили, относящиеся к аммиачной и нитратной форме азота в пахотном горизонте подобны биогеохимическому профилю констант скоростей нитрификации: глобальному максимуму нитрификации в пахотном горизонте соответствует минимум содержания NH4 (рис. 5).

Необходимо различать плоские и криволинейные почвенные систе-мы при описании техногенного минерального воздействия.


122

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

-500 -450 -400 -350 -300 -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200№ ЭАЛ, м

Конц

ентрация

нитрат-ио

нов,

мг/1

00г п

очвы

0-2020-4040-6060-8080-100

Рис. 3. Зависимость концентрации нитрат – ионов по горизонтам ЭАЛ в

пространстве криволинейного почвенного тела (схема)

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

5,5

-3 -2 -1 0 1 2 3№ ЭАЛ

Концентрация

ионов

аммония

, мг/

100г

почвы

0-2020-4040-6060-8080-100

Рис. 4. Зависимость концентрации ионов аммония (NH4) по ЭАЛ

криволинейного почвенного тела (схема)


123

Эти различия вписываются в рамки хрестоматийных геохимических определений: «при одинаковом модуле техногенного давления степень геохимической устойчивости зависит от структуры ландшафтно-геохими-ческой системы». В основе саморегуляции плоских почвенных систем к внешнему техногенному воздействию лежат мультипликативные свойства техногенных и биогенных потоков минерального азота. Возникает управле-ние по принципу отрицательной обратной связи, которое может формально интерпретироваться в рамках принципа Ле Шателье-Брауна. Эти свойства могут быть учтены в виде корреляций между внешними и внутренними параметрами элементарных ареалов ландшафта почвенной системы. Они отражают устойчивость плоской почвенной системы к внешним воздействиям. Необязательно отражать ЭАЛ на картографических моделях, т.к. установленные корреляции не имеют пространственной ориентации.

0,02

0,022

0,024

0,026

0,028

0,03

0,032

0,034

0,036

0,038

0,04

-3 -2 -1 0 1 2 3№ ЭАЛ

Константа скорости

(r),

1/час

Рис. 5. Зависимость константы скорости нитрификации (r) по ЭАЛ

криволинейного почвенного тела (схема)

Для криволинейных почвенных систем подобные корреляции не удалось установить. В этом случае необходимо выявлять пространственно ориентированные почвенные биогеохимические структуры с обязательным использованием картографических моделей, отражающих положение в пространстве водораздела.


124

ЛАНДШАФТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ БАССЕЙНА РЕКИ КЕРЖЕНЕЦ Н.И. Волкова


The landscapes of Kerzhenets strict reserve as typical for Vetluga – Unzha lowland have been studied on the base of real mapping. They are classified as "polessje" and characterized by predominate pine forests on sands. And there are thick carbonates seams under sands. Such geological structure affects landscapes and character of rivers overflow.

Бассейн р. Керженец, как часть большого Волжского бассейна,

связан с ним, обязан ему своим происхождением и функционированием. В пределах Керженского заповедника и его окрестностей можно изучать основные виды ландшафтов бассейна Керженца – аллювиально-зандровые и аллювиальные, частично – моренные (моренно-аллювиально-зандровые). Они сформированы тектоникой, геологической историей, деятельностью Пра-Волги, оледенениями, эоловыми и эрозионно-суффозионными процес-сами.

Ландшафты похожи тем, что имеют карбонатное основание большой мощности, но, как правило, недоступное корням растений. Поверхностный, самый активный для развития почвы и биоты слой чаще представлен породами легкого гранулометрического состава (мелкозернистыми песка-ми), поэтому ландшафты типично полесские: низменность, с флювиогля-циальными (аллювиально-флювиогляциальными) песками, реже – подсти-лаемыми мореной, супесчано-суглинистой, или суглинистой (двучлен), с подзолистыми и дерново-подзолистыми почвами разной степени переув-лажнения (в том числе и с обилием болотных), под сосновыми лесами.

В левобережной части Нижегородской области В.П. Юнина [3] выделила два физико-географических округа: Северное и Южное Левобе-режье, причем, Южное отнесла к аллювиально-зандровой равнине (3 надпойменной террасе р. Волги), включая всю территорию заповедника.

В схеме ландшафтного районирования Нижегородской области Б.И.Фридман [2] Левобережье делит на три части, где южную часть, почти в тех же границах, что и В.П. Юнина выделяет как ландшафтный регион европейских полесий. Она включает территорию Керженского заповедника и Камско-бакалдинскую группу болот (водно-болотные угодья междуна-


125

родного значения). Б.И. Фридман [1] описывает ступенчатость водоразде-лов в пределах заповедника и связывает ее с четырьмя стадиями макси-мального (днепровского) оледенения, выделяя очень узкую современную пойму и две террасы.

Моренный комплекс крайней северной части заповедника залегает на тектоническом выступе. Тектонически приподнятым является и крайний юг территории, а основная ее часть представляет собой очень пологий, вогнутый в профиле и в плане амфитеатр, открытый в сторону р. Керженец. Видимо, существование мело-мергельного вала вдоль правого берега р. Пугай, заставило Керженец сделать крутой поворот, но, перед ним, возможно, пойма реки должна быть шире, чем указано на геоморфоло-гической карте Б.И. Фридмана.

Значительная часть осадочной толщи двухкилометрового платформенного чехла представлена карбонатными породами, иногда загипсованными. По данным буровых, верхние 12-20 м составляют пески разного возраста.

Коренные породы татарского яруса верхней перми (пески, глины, мергель) обнажены доледниковыми размывами в средней и южной части «амфитеатра». Отмечаются локальные выходы на поверхность карбонатов (валуны из трещиноватых мергельных плит) не только в бортах русла Керженца близ южной границы заповедника, у впадения р. Пугай, но и на склоне северной экспозиции к долине р.Черной, а так же в северной части, вымытые из-под моренного ландшафта в русле р.Вишни у кордона Вяз. Однако, на остальной территории обычны мелкозернистые пески. Поэтому здесь закономерно произрастание сосны, а случаи нарушения порядка (появление ели, дуба, липы) могут служить ландшафтными индикаторами и подлежат проверке на близость суглинистого или карбонатного подстила-ния. Почвенные разрезы обычно достигают воды на глубине не более 1-1,5м, значит водоупор близок.

По-видимому, такая структура не может не влиять на рисунок речной сети, на гидрогеологию района. Керженец – типичная равнинная река, она свободно меандрирует в пределах современной низкой поймы, но это русло, вместе с меандрами и старицами, в средне-нижнем течении пред-ставляет собой почти прямую ленту одинаковой ширины. Левые притоки (кроме р. Вишни, которая огибает моренный ландшафт) также имеют оди-наково направленную прямолинейную ориентацию (с С-В на Ю-З) (рис. 1).


126

Для территории, унаследовавшей общее строение флювиальных

размывов и накоплений Пра-Волги, тем не менее, проявляется линеамен-тная речная сеть, видимо, подчеркнутая трещинами в карбонатных породах дочетвертичного возраста. Кислотность воды в Керженце летом составляет около рН=6,6. Аналогично и в некоторых колодцах – от нейтральной до слабощелочной. По карте грунтовых вод, водоносными на междуречьях южной половины бассейна Керженца являются в основном древнеал-лювиальные волжские отложения днепровского времени, а в долине Керженца – керженские валдайского времени.

Сейчас наступило время относительно малой водности рек, но можно провести ландшафтный анализ участков сегментно-гривистой высокой поймы на правобережье Керженца, за пределами заповедника, примыкаю-щих к его юго-западной границе, напротив Маслова болота. По всем признакам их следует отнести к высокой пойме Керженца.


127

На левом берегу, на территории заповедника, нет столь же ясной картины, поэтому Б.И. Фридманом [2] ширина современной поймы дана приблизительно в границах современных стариц и староречий. Но визуаль-ный анализ цифровой модели рельефа в разных масштабах, рисунков аэрофото- и космоснимков по ряду признаков позволяет предположить, что высокая пойма в два-три раза шире. На рис. 2 пунктиром дана предпола-гаемая граница высокой поймы Керженца, укороченным пунктиром – вариант еще более расширенного участка, занятого ныне Масловым болотом, лежащим у северного подножия "карбонатного вала" на крайнем юге заповедника – последнего препятствия свободному меандрированию Керженца перед пологим спуском к долине современной Волги. Б.И. Фрид-ман определил это как комплексы первой и второй террасы Керженца, относящиеся к валдайскому времени.

Нужны дополнительные работы на этой геологически закрытой территории, чтобы определить сомнения с высокой поймой. По-видимому, мощность верхней песчаной толщи далеко не везде составляет 12 м, как показывают скважины, заложенные преимущественно в долинах рек. Местами карбонаты покрыты суглинками.


128

Так или иначе, территория, имеющая малые уклоны и общий водо-упор из относительно плохо проницаемых карбонатных пород, в период большой водности может представлять обширную арену для затопления, образования сегментно-гривистых пойм, тогда как при значительном регио-нальном осушении вода скатывается в заранее обусловленные линеамент-ные границы. Существование болот также связано с водоупором, хотя типично низинных болот почти нет.


1. Фридман Б.И., Кораблева О.В. Геология и рельеф Керженского заповедника. // Природные условия Керженского заповедника и некоторые аспекты охраны природы Нижегородской области. / Труды Государственного природного заповедника "Керженский". Том 1. Нижний Новгород, 2001. – 442с.

2. Фридман Б.И. Современное состояние и перспективы изучения ланд-шафтных районов Нижегородской области. // Нижегородский краевед-ческий сборник. Т.1. Н.Новгород: НООНО "Кабинет методов краевед-ческой работы и развития Нижегородской агломерации, 2005. – 316с.

3. Юнина В.П. Природные территориальные комплексы левобережной части Горьковской области и их антропогенные изменения. // Прик-ладные ландшафтные исследования: Сборник научных трудов. – М.: МГПИ им. В.И.Ленина, 1985. – 180с.

МОНИТОРИНГ ПЛОДОРОДИЯ ПАХОТНЫХ ПОЧВ ВЛАДИМИРСКОГО ОПОЛЬЯ

А.В. Гришина, Ю.А. Иванова, К.Е. Баринова ФГУЦАС «Владимирский», г.Владимир, Россия

Владимирское ополье расположено на северо-западе Владимирской

области. Территориально в него входят округа Александров и Кольчугино, районы – Собинский, Суздальский и Юрьев-Польский.

Почвенный покров состоит, в основном, из серых лесных почв (табл.1).


129

Таблица 1 Структура почвенного покрова Владимирского ополья

Округ, район Тип почвы

Серые лесные, % Дерново-подзолистые, % Прочие, % о. Александров 59 38 3 о. Кольчугино 54 46 - Собинский 56 40 4 Суздальский 81 18 1 Юрьев-Польский 91 9 - По ополью 68 30 2

По гранулометрическому составу преобладают среднесуглинистые и

тяжелосуглинистые разновидности почв. Результаты мониторинга плодородия почв показывают, что во

Владимирской области снижается уровень плодородия не только дерново-подзолистых почв, но и пахотных серых лесных почв ополья, считающихся наиболее продуктивными. Почвы ополья составляют основной пахотный фонд земельных ресурсов Владимирской области. Но в настоящее время в результате экстенсивного использования они теряют былое плодородие.

Наблюдения и исследования показывают, что пахотные почвы ополья подкисляются, в них снижается содержание гумуса, подвижных форм фосфора и калия. Негативные изменения особенно усилились в последние 10-15 лет. Главной причиной является резкое снижение объемов агротехнических и агрохимических работ по восстановлении, сохранению и повышению плодородия почв.

В 2000 году уровень плодородия пахотных почв ополья был выше среднего: кислотность почвенной среды – рН 5,77, содержание гумуса – 2,57%, подвижных форм фосфора и калия, соответственно, 159 и 137 мг/кг почвы.

В течение 10 лет к 2010 году произошло подкисление почвенной среды, снизилось содержание питательных элементов. Особенно значительные негативные изменения произошли в содержании подвижных форм калия – в целом по ополью его содержание снизилось на 14 мг/кг почвы (табл. 2).


130

Таблица 2 Характеристика пахотных почв Владимирского ополья

Округ, район рНКСL Р2О5 К2О

Гумус, % мг/кг почвы

По состоянию на 01.01.2000 о. Александров 5,60 140 129 2,39 о. Кольчугино 5,85 138 141 2,51 Собинский 5,75 180 118 2,40 Суздальский 5,80 193 150 2,80 Юрьев-Польский 5,85 145 147 2,75 По ополью 5,77 159 137 2,57

По состоянию на 01.01.2010 о. Александров 5,54 139 120 2,35 о. Кольчугино 5,70 131 132 2,48 Собинский 5,70 179 114 2,41 Суздальский 5,64 190 127 2,71 Юрьев-Польский 5,72 136 123 2,65 По ополью 5,66 155 123 2,52

В структуре пашни увеличивается доля почв с низким содержанием

калия (табл. 3). Таблица 3

Изменение структуры площади пахотных почв ополья по содержанию обменного калия

Годы Обследованная площадь, тыс. га

Доля почв, % С низким и средним

содержанием К2О < 120 мг/кг

почвы

С высоким содержанием К2О >150 мг/кг почвы

1993 294,5 41 26 2002 254,9 46 19 2010 232,2 58 8


131

Если в 1993 году площадь почв с недостаточным содержанием калия составляла 41%, то в 2010 году она увеличилась до 58%; соответственно до-ля почв с высоким содержанием обменного калия уменьшилась с 26 до 8%.

Подкисление почвенной среды и уменьшение содержания калия приводят к увеличению поражаемости зерновых культур грибными болез-нями. В хозяйствах ополья, в структуре посевных площадей которых большой удельный вес занимают зерновые культуры, заболеваемость растений грибными болезнями наносит большой ущерб.

Для защиты растений от грибных заболеваний практикуется применение фунгицидов. Но существенно повысить сопротивляемость зерновых культур к заболеваниям можно без фунгицидов, оптимизируя калийное питание растений с помощью калийных удобрений.

Имеются многочисленные опытные и производственные данные, показывающие роль калия в снижении заболеваемости растений (табл. 4).

Таблица 4

Влияние калийных удобрений на заболеваемость озимой пшеницы грибными болезнями (по А.И. Лахидову)

Вариант опыта

Заболеваемость, % Мучнистой

росой Бурой

ржавчиной Септориозом

Корневыми гнилями

NР +К

18 6

15 5

16 6

16 5

Калий не только повышает сопротивляемость сельскохозяйственных

растений к болезням, но и значительно повышает их устойчивость к повреждению вредителями. Внесение калийных удобрений снижает повреждение зерновых культур такими распространенными вредителями как пьявица, вредная черепашка, тля, которые наносят значительный урон урожаю (табл. 5).

Таким образом, мониторинг плодородия пахотных почв ополья показывает неблагополучное их состояние, особенно по калийной составляющей, что чревато серьёзными последствиями экономического и экологического характера.


132

Таблица 5 Влияние калийных удобрений на повреждение растений вредителями

(по А.И. Лахидову)

Вариант опыта

Повреждение растений, %

Пьявицей Вредной

черепашкой Тлёй

NР +К

18 8

10 4

27 12

Для восстановления почвенного плодородия серых лесных почв

ополья необходимо проводить известкование, применять органические и минеральные удобрения, причем мониторинговые исследования показыва-ют, что делать это нужно незамедлительно во избежание дальнейшего истощения некогда плодороднейших почв Владимирской области.

НИТРИФИЦИРУЮЩАЯ АКТИВНОСТЬ КАК ПОКАЗАТЕЛЬ

САМООЧИЩЕНИЯ ПОЧВ ГОРОДА ВЛАДИМИРА А.Г. Журавлева, О.Н. Сахно Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых,


The nitrifying activity of soil in the city of Vladimir is analyzed in order to evaluate their biological activity and self-cleaning ability. Fluctuations of nitrifying activity with relation to sensitivity to soil contamination were identified.

Городские экосистемы – это совершенно особые, до сих пор мало изученные биологические системы, значительно отличающиеся от природ-ных. Роль почвы в городской экосистеме существенна и разнообразна. Почти все городские почвы в той или иной степени подвержены антропо-генным воздействиям, от минимальных до почти полного уничтожения почв на строительных объектах[1].

Благодаря определенным биогеохимическим свойствам городские почвы являются своеобразным барьером для большинства загрязняющих токсических веществ и, несмотря на постоянное поступление загрязняю-щих веществ, в почвах до определенного момента не отмечается сильно


133

выраженных морфологических изменений и эту почву часто трудно отличить от естественной[2].

Городские почвы характеризуются, как правило, высокой мозаич-ностью и неравномерностью профиля, значительным уплотнением, щелоч-ной реакцией среды, загрязнением различными токсическими веществами. Часто в городских экосистемах встречаются также экологически неоргани-зованные городские территории, растительность которых обеднена и ослаблена, опад, как правило, отторгается и не поступает в почву в значительных количествах, подстилка на поверхности таких почв практи-чески отсутствует [2].

Загрязнения почв всегда проявляются в изменении микробных свойств. При максимальном загрязнении почва теряет способность к самостабилизации и самоочищению, происходит потеря экологических функций и деградация почв, при этом сама деградировавшая почва становится дополнительным источником загрязнения. В разных городских почвах эффект деградации микробиологических процессов различен, т.к. для каждой почвы существует своя система защиты, которая относится к процессам самоочищения почвы [2].

В связи с этим в качестве объектов исследований были выбраны почвы г. Владимира с различной антропогенной нагрузкой и уровнем загрязнения.

Загрязненность почвы органическими веществами, в частности отходами производств химических продуктов из углеводородов нефти и газа, оценивают по комплексному показателю «санитарное число» (таблица №1). Санитарное число – частное от деления количества почвенного белко-вого азота (в мг на 100 г абсолютно сухой почвы) на количество органичес-кого азота (в тех же единицах). В почве, как известно, содержится опреде-ленное количество азота, входящего в состав белковых веществ. При внесе-нии в почву загрязнений содержание органического азота увеличивается и, следовательно, изменяется соотношение между ним и белковым азотом.

Была проведена оценка чистоты почв г. Владимира по показателю «санитарное число» (табл. 1).

С целью оценки способности почв г. Владимира к самоочищению исследованы химические свойства и нитрифицирующая активность как показатель самоочищения.


134

Таблица 1 Оценка чистоты почвы по показателю «санитарное число»

Номер почвенно-го образца

Места отбора проб

Тип территории

Сани-тарное число

Характеристика

почвы 1 СПК «Старо-

дворский» Без влияния 1.0 чистая

2 Октябрьский проспект, д.21

Зона жилой застройки

0.8 загрязненная

3 Стадион «Лыбедь»

Зона отдыха городского населения

0.98 слабо-загрязненная

4 Ул. Ерофеев-ский спуск

Зона влияния авто-дороги (внутриго-

родские магистрали)

0.8 загрязненная

5 АЗС у рынка «Факел»

Зона влияния АЗС 0.72 сильно-загрязненная

Нитрификация является одним из наиболее распространенных

почвенных процессов. Этот процесс идет наиболее интенсивно, когда в почве имеется избыток азотистых соединений, реакция среды близка к нейтральной и имеется достаточная аэрация. Эти же условия благоприятны для роста большинства растений и поэтому интенсивность нитрификации, вне зависимости от того в какой форме азот используется для ассимиляции, указывает на благоприятное состояние почвы [3]. Однако если в результате перегрузки будет утерян компонент минерализующей способности почвы, это неизбежно приведет к нарушению процессов реминерализации (денитрификации) и самоочищения почв, что может повлечь полную деградацию почв [4].

Исследования процесса нитрификации проводили методом Виноградского [5]. Было установлено, что в сильно загрязненных почвах (образец №5) нитрификация полностью отсутствовала, в то время как в незагрязненной почве (образец №1) обрастание комочков составило 100%. При невысоком уровне загрязнения (образцы №2, 3, 4) наблюдалось лишь снижение уровня нитрификации, но полного подавления не происходило. Также было установлено, что уровень процесса нитрификации соотносится


135

с уровнем загрязнения почв и чем интенсивнее загрязнение, тем сильнее подавляется процесс нитрификации.

Таблица №2 Интенсивность процесса нитрификации

Номер почвенного образца


Тип территории Кол-во колоний

Процент обрастания

1 СПК «Старо-дворский»

Без влияния 50 100

2 Октябрьский проспект, д.21

Зона жилой застройки 8 16

3 Стадион «Лыбедь»

Зона отдыха городского населения

15 30

4 Ул. Ерофеев-ский спуск

Зона влияния авто-дороги (внутриго-

родские магистрали)

6 12

5 АЗС у рынка «Факел»

Зона влияния АЗС 0 0

Результаты наших исследований свидетельствуют, что в загрязнен-

ных почвах наблюдается снижение интенсивности нитрификации, так как, по-видимому, на этот процесс сильно влияет присутствие легкоусвояемых органических веществ. Активность нитрификации отражает динамику почвенных процессов и в совокупности с санитарным числом позволяет оперативно устанавливать изменения экологического состояния почв.

Интенсивность процесса нитрификации в загрязненных почвах является показателем их санитарного состояния и степени их самоочи-щения. Скорость образования нитратов в таких почвах может служить важным критерием антропогенного изменения почв, поэтому процессы нитрификации в почве могут быть использованы при оценке почв в зоне деятельности промышленных предприятий городов.


1. Бабьева И.П. Практическое руководство по биологии почв. – М.: Издательство Моск. Ун-та, 1989. – 336с.


136

2. Герасимова М.И., Строганова М.Н., Можарова Н.В., Прокофьева Т.В. Антропогенные почвы (генезис, география, рекультивация) под ред. акад. РАН Г.В.Добровольского. – Смоленск: Ойкумена, 2003. – 268с.

3. Кутузова Р.С. Микробиологическая трансформация азота и ингиби-торы нитрификации. // Агрохимия. – 1994. – № 5. – С.22-34.

4. Биоиндикация загрязнений наземных экосистем./ Под. ред. Шуберта Р. – М.: Мир, 1988. – 350с.

5. Свирскенс А. Микробиологические и биохимические показатели при оценке антропогенного воздействия на почвы. // Почвоведение, 2003, №2. – С.202-210.

Исследования выполнены при поддержке РФФИ (грант №10-05-00647). РЕКРЕАЦИОННАЯ ОЦЕНКА ТЕРРИТОРИИ ПОС. ЮРЬЕВЕЦ С ЦЕЛЬЮ ЕЁ

ОПТИМИЗАЦИИ СРЕДСТВАМИ ЛАНДШАФТНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ Т.Э. Калинина, И.Е. Князьков Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых,

г.Владимир, Россия Sociological poll of the population and studying of territory of settlement

Jurevets for the purpose of definition of the optimal place for a construction of park of rest is spent. For this purpose the site of park "Friendship" characterized by a considerable biological variety of floral plants is chosen. Landscape transformation of territory is spent and the economic forecast of a recoupment of capital investments is made.

Площадь поселка Юрьевец 510 га, он расположен в 3 км юго-запад-

нее г. Владимира на автомагистрали «Москва – Владимир» и окружен коллективными садами, лесным массивом и промышленными территори-ями около железнодорожной станции. По данным 2002 года, население поселка составляло 11 618 человек.

Территория Юрьевца представляет собой резко всхолмленный участок, расчлененный овражной и балочной сетью и искусственными разработками грунта. Территория расположена на левом коренном берегу р. Клязьмы (Юрьевское ополье).


137

Для оценки климатической комфортности за основу была взята методика оценки климатических ресурсов Л.Н. Деркачевой, где учитыва-лись элементы зимнего и летнего погодного комплекса: температура воздуха, скорость ветра, относительная влажность воздуха, высота снего-вого покрова. Проведенный анализ показал, что по показателям основных метеорологических показателей микрорайон Юрьевец относится к субком-фортному типу климата.

В целом, территория поселка Юрьевец является достаточно привлекательной для спорта и рекреации из-за благоприятного ветрового режима, длительности сохранения устойчивого снежного покрова (около 4 месяцев), что благоприятно для зимнего спорта. Летом выпадает всего около 40% годового количества осадков.

Для нормальной жизни и труда человека необходим регулярный отдых на свежем воздухе на пригодной для этого благоустроенной террито-рии. Однако поселок Юрьевец не имеет централизованной оборудованной зоны отдыха местного населения, поэтому для улучшения условий прожи-вания необходимо создание такой зоны, что подтверждается данными анкетирования местных жителей:

1) Опрошены жители всех возрастных категорий, определены их рекреационные приоритеты.

2) Выявлено, что отдыхать жителям практически негде. 40% пытаются отдыхать дома и во дворе, 26% уезжают на природу, 17% на дачу, в деревню или сад. Многие высказывали недовольство отсутствием пригодных для отдыха зон недалеко от дома и запущенным состоя-нием имеющихся детских площадок. В итоге значительная часть населения вынуждена гулять с детьми вдоль автодорог.

3) По шкале эстетической оценки территории пос. Юрьевец (по методу Преловского) средний показатель привлекательности ландшафта составил 3,2 балла.

4) Большинвтво жителей нуждается в детской площадке и прогулочных зонах с теннистыми аллеями и лавочками – для отдыха с детьми, и в спортивной площадке для активного отдыха летом и зимой. В генплане 1958 года предусматривалась возможность создания

централизованной зоны отдыха в верховьях ручья Родионовка, но с тех пор прошло более 50 лет, и теперь эта территория заболочена, слишком мала


138

для населения поселка и располагается поблизости от производственных объектов института Защиты Животных.

В данный момент лучшим вариантом для зоны отдыха является западная часть лесопарка «Дружба» (рис. 1), находящаяся в шаговой доступности от поселка. Неблагоприятные воздействия, оказываемые на него трассой «Москва – Владимир» и железной дорогой, а также господст-вующие ветра изолируются обширной лесной растительностью располо-женной на периферии парка.

Рис. 1. Схема расположения зоны отдыха

Лесной массив парка «Дружба» является наиболее рекреационно

привлекательным объектом в районе поселка Юрьевец. Проведенное нами геоботаническое обследование территории и

дальнейший анализ количества цветущих растений в парке по месяцам позволило сделать выводы о преобладающей цветовой гамме в разное время вегетации (рис. 2).

Для расчета площади парка и необходимого количества малых архитектурных форм нами была проведена оценка рекреационной нагрузки территории аналогичных участков парка «Дружба» (в восточной части).


139

Рис. 2. Календарь цветения растений территории парка «Дружба»

В общей сложности измерения производились в течение 5 суток, из

которых 3 дня – в будничные дни, и 2 суток – в выходные дни. Итоговая средняя единовременная плотность рекреантов (среднее количество рекре-антов, одновременно находящихся на территории) составила 148 человеко-часов на гектар в сутки (или 6,16 чел./га).

Таблица 1 Результаты расчета средней единовременной плотности рекреантов на

разных участках территории парка

Наименование Зона с детской площадкой

Прогулочная зона

Итого

Площадь, га 3,32 10,28 13,60

Средняя единовременная плот-ность рекреантов D, чел.-ч./(га-сут.)

412,01 62,37 147,72

Поскольку зона отдыха под такой нагрузкой находится в приемлемом

состоянии уже более 20 лет, можно с уверенностью сказать, что эколого-рекреационная емкость парка как минимум равна этой величине (эколого-рекреационная емкость (ЭРЕ) E — такая максимальная рекреационная нагрузка за единицу времени, оказываемая отдыхающими на природный комплекс, которая не вызывает необратимых дигрессивных изменений в его функционировании.) Учитывая население поселка и площадь террито-рии, запланированной под зону отдыха (13 га), можно с уверенностью сказать, что деятельность населения Юрьевца не нанесет вреда лесопарку.


140

Этапы проектирования включали: − ландшафтное зонирование территории; − ее преобразование средствами ландшафтного планирования; − планирование будущей организационной структуры парка (детская и

спортивная площадки с пунктом продажи билетов и пунктом проката велосипедов и игрового инвентаря, размещение хозяйственно-админи-стративного блока, установку лавочек, мусорных урн и фонарей).

Рис. 3. Схема ландшафтного преобразования территории парка отдыха

Запланированная нами частичная самоокупаемость содержания парка

предполагает размещение в нем ряда платных объектов на ряду с бесплат-ными.

Расчет экономической части был произведен по 2-м моделям: 1) расчет с привлечением прибыли от платных услуг: аттракционов и

пункта проката. Срок окупаемости по ней составит около 6,5 лет; 2) теоретически рассчитанной прибыли, связанной, преимущественно, с

экономией средств на выплаты по ОМС. Срок окупаемости по ней составит так же около 6,5 лет.

Исследования выполнены при поддержке РФФИ (грант №11-05-97509р_центр_а).


141

РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЧВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ УГОДИЙ ВЛАДИМИРСКОЙ ОБЛАСТИ Н.А. Комарова, К.Е. Баринова

ФГУЦАС «Владимирский», г.Владимир, Россия

Радиологическое состояние почв сельхозугодий определяется ежегодно в течение ряда лет на постоянных участках наблюдения всех типов почв в районах и округах области.

При этом измеряется мощность экспозиционной дозы гамма-излучения и определяется содержание долгоживущих радионуклидов стронция-90 и цезия-137. Содержание радионуклидов определяется в почвах послойно: 0-20 см и 20-40 см.

Кроме того, определяется плотность загрязнения почв стронцием и цезием, как наиболее опасными с точки зрения перехода в растениевод-ческую продукцию и далее по пищевой цепочке в продукцию животновод-ства и пищу человека.

Результаты исследований показывают, что в настоящее время степень радиоактивности почв пашни, сенокосов и пастбищ не вызывает опасений. Мощность дозы гамма-излучения в среднем по области состав-ляет 7,8 мкР/час, содержание стронция-90 в слое почвы 0-20 см составляет 3,76 Бк/кг, цезия-137 – 5,41 Бк/кг почвы (рис. 1, табл. 1).

Рис. 1. Мощность дозы гамма-излучения в почвах сельхозугодий

Владимирской области


142

Таблица 1 Динамика содержания радионуклидов в почвах реперных участков

Годы Стронций-90, Бк/кг почвы Цезий-137, Бк/кг почвы 0-20 см 20-40 см 0-20 см 20-40 см

1993 1,53 1,01 5,87 1,71 2002 4,23 2,28 6,08 3,14 2005 3,89 2,24 5,45 3,06 2008 3,76 2,33 5,41 3,16

Плотность загрязнения почв стронцием находится на уровне 0,024

Ки/км2, цезием – 0,035 Ки/км2 (табл. 2). Таблица 2

Плотность загрязнения почв реперных участков

Годы Стронций-90, Ки/км2 Цезий-137, Ки/км2

0-20 см 20-40 см 0-20 см 20-40 см 1993 0,010 0,007 0,038 0,012 2002 0,027 0,015 0,038 0,021 2005 0,025 0,014 0,035 0,019 2008 0,024 0,015 0,035 0,021

Динамика вышеназванных показателей в пространстве и во времени незначительная, колебания не превышают параметров первой (наиболее безопасной) группы эколого-токсикологической оценки почв по радио-активности, что безопасно для возделывания сельхозкультур (табл. 3, 4, 5).

Таблица 3 Динамика мощности гамма-излучения в почвах сельхозугодий

в разрезе районов и округов Владимирской области

Районы и округа Мощность дозы гамма-излучения, мкР/час 1993 г. 2002 г. 2008 г.

1 2 3 4

1. Александровский 12,0 11,0 12,0 2. округ Вязники 7,5 5,5 5,5 3. Гороховецкий 9,5 11,0 11,0 4. Гусь-Хрустальный 4,8 4,0 4,2 5. Камешковский 7,5 7,7 7,2 6. Киржачский 5,5 5,5 6,0


143

Окончание табл. 3 1 2 3 4

7. Ковровский 9,8 10,8 10,8 8. округ Кольчугино 7,5 6,0 6,2 9. Меленковский 5,0 6,0 6,5 10. округ Муром 8,0 8,5 9,0 11. Петушинский 6,0 4,0 4,0 12. Селивановский 7,0 5,0 5,5 13. Собинский 6,8 7,5 7,5 14. Судогодский 5,6 5,2 5,4 15. Суздальский 9,3 9,6 9,5 16. Юрьев-Польский 10,8 10,8 11,8 По области 7,7 7,8 7,6

Таблица 4

Динамика плотности загрязнения почв сельхозугодий стронцием-90 в разрезе районов и округов Владимирской области

Районы и округа Плотность загрязнения слоя почв 0-20 см

стронцием-90, Ки/км2

1994 г. 2002 г. 2008 г. 1. Александровский 0,010 0,016 0,021 2. округ Вязники 0,018 0,027 0,024 3. Гороховецкий 0,012 0,026 0,028 4. Гусь-Хрустальный 0,020 0,040 0,038 5. Камешковский 0,012 0,027 0,028 6. Киржачский 0,029 0,032 0,028 7. Ковровский 0,010 0,028 0,026 8. округ Кольчугино 0,017 0,017 0,022 9. Меленковский 0,015 0,026 0,031 10. округ Муром 0,017 0,024 0,022 11. Петушинский 0,003 0,038 0,037 12. Селивановский 0,016 0,029 0,019 13. Собинский 0,009 0,025 0,028 14. Судогодский 0,013 0,027 0,025 15. Суздальский 0,013 0,017 0,020 16. Юрьев-Польский 0,014 0,021 0.020 По области 0,014 0,027 0,024


144

Таблица 5 Динамика плотности загрязнения почв сельхозугодий цезием-137

в разрезе районов и округов Владимирской области Районы и округа Плотность загрязнения слоя почв 0-20 см

цезием-137, Ки/км2

1994 г. 2002 г. 2008 г. 1. Александровский 0,051 0,024 0,035 2. округ Вязники 0,038 0,034 0,032 3. Гороховецкий 0,036 0,035 0,038 4. Гусь-Хрустальный 0,080 0,074 0,069 5. Камешковский 0,048 0,038 0,035 6. Киржачский 0,062 0,042 0,041 7. Ковровский 0,035 0,035 0,034 8. округ Кольчугино 0,050 0,037 0,032 9. Меленковский 0,059 0,034 0,045 10. округ Муром 0,066 0,045 0,036 11. Петушинский 0,050 0,048 0,052 12. Селивановский 0,026 0,032 0,022 13. Собинский 0,036 0,034 0,028 14. Судогодский 0,036 0,034 0,034 15. Суздальский 0,040 0,036 0,029 16. Юрьев-Польский 0,036 0,036 0,029 По области 0,045 0,038 0,035

То, что состояние почв области по радиоактивности пока не

вызывает опасений, можно убедиться, сравнивая результаты исследований агрохимцентра с общепринятой группировкой почв для эколого-токсико-логической оценки по радиоактивности (табл. 6).

Таблица 6 Группировка почв для эколого-токсикологической оценки по

радиоактивности Группа Мощность дозы гамма-

излучения, мкР/час Плотность загрязнения, Ки/км2

1 <30 <1,0 <0,10 2 31-50 1,0-5,0 0,10-0,30 3 51-100 5,1-15,0 0,31-1,0 4 101-180 15,1-40,0 1,1-3,0 5 >180 >40 >3,0


145

ХАРАКТЕРИСТИКА ПАХОТНЫХ ПОЧВ ВЛАДИМИРСКОЙ ОБЛАСТИ ПО СОДЕРЖАНИЮ КАДМИЯ

В.И. Комаров, В.С. Пивень, К.Е. Баринова Агрохимцентр «Владимирский », г.Владимир, Россия

В современном мире ежегодно на каждого человека в среднем

приходится до 5 т минеральных и органических отбросов и отходов. Эти вещества загрязняют почвенный покров, воду и воздух, причём из водной и воздушной среды прямыми и косвенными путями попадают в почву.

В составе таких веществ много токсичных, вызывающих болезни и мутации в растениях, животных и человеке.

К особо опасным веществам относятся тяжелые металлы, в том числе кадмий.

Кадмий поступает в почву в результате природных и техногенных процессов. Часть техногенных выбросов в виде тонких аэрозолей перено-сится воздушными массами на значительные расстояния от источника загрязнения и, в конечном итоге, попадает в почву. Поэтому актуальными являются систематические наблюдения за уровнем содержания кадмия в почве и поступлением его в сельскохозяйственную продукцию.

Агроэкологические исследования почв Владимирской области показывают, что в настоящее время содержание валовых форм кадмия колеблется от 0,59 до 0,12 мг на один кг почвы. Несколько выше его содержится в районах с преобладанием суглинистых почв (табл. 1).

По агроэкологической группировке почв, принятой в агрохими-ческой службе, пахотные почвы области относятся к первой группе, в которую входят почвы с низким содержанием кадмия (табл. 2).

Почвы, отнесенные к первой и второй группам, пригодны для возделывания всех сельскохозяйственных культур, на почвах третьей группы необходим контроль за содержанием кадмия во всей получаемой продукции растениеводства. На почвах, относящихся к четвертой и пятой группам, возможно выращивание только технических культур по специаль-ным технологиям.


146

Таблица 1 Содержание кадмия в пахотных почвах (по состоянию на 01.01.2009 г.)

Районы Валовые формы

кадмия, мг/кг почвы

Преобладающий механического состав почв

рНKCl

Александровский 0,31 суглинистый 5,57 Вязниковский 0,22 суглинистый 5,76 Гороховецкий 0,30 суглинистый 5,60 Гусь-Хрустальный 0,14 супесчаный 5,26 Камешковский 0,19 суглинистый 5,60 Киржачский 0,12 суглинистый 5,65 Ковровский 0,21 суглинистый 5,20 Кольчугинский 0,31 суглинистый 5,70 Меленковский 0,21 супесчаный 5,60 Муромский 0,39 суглинистый 5,50 Петушинский 0,18 супесчаный 5,40 Селивановский 0,17 супесчаный 5,50 Собинский 0,31 суглинистый 5,70 Судогодский 0,15 супесчаный 5,50 Суздальский 0,32 суглинистый 5,64 Юрьев-Польский 0,59 суглинистый 5,72 По области 0,26 ПДК (ОДК) для супесчаных почв

0,5

ПДК (ОДК) для суглинистых почв: с рН менее 5,5 с рН более 5,5

1,0 2,0

Содержание кадмия в пахотных почвах пока не превышает ПДК. И,

соответственно, не наблюдается превышений предельно-допустимых концентраций в сельскохозяйственных культурах, выращенных во Влади-мирской области (табл. 3).


147

Таблица 2 Агроэкологическая группировка пахотных почв по содержанию

валовых форм кадмия

Группа Содержание Cd Величина Cd, мг/кг почвы

1 Низкое 0,5 и менее 2 Среднее 0,6-1,0 3 Повышенное 1,1-1,5 4 Высокое 1,6-2,0 5 Очень высокое 2,1-3,0

Таблица 3

Содержание кадмия в сельскохозяйственных культурах, выращенных во Владимирской области

Сельскохозяйственная культура

Вид продукции ПДК Содержание Cd, мг/кг продукции

Озимая рожь Зерно 0,5 0,07 Озимая пшеница Зерно 0,5 0,08 Яровая пшеница Зерно 0,5 0,07 Ячмень Зерно 0,5 0,06 Овес Зерно 0,5 0,07 Однолетние травы Зеленая масса 0,5 0,05 Многолетние травы Зеленая масса 0,5 0,06 Картофель Клубни 0,03 0,02 Кукуруза Зеленая масса 0,03 0,02 Подсолнечник Зеленая масса 0,5 0,05 Яблоки Плоды 0,03 0,02

На реперных (постоянных) участках изучались содержание валовых

и подвижных форм кадмия в разных типах и разновидностях почв, а также миграция кадмия по профилю почвы.

Результаты исследований показали, что по типам почв различие в содержании валовых форм кадмия небольшое, но несколько больше кадмия в серых лесных и пойменных почвах.


148

Содержание подвижных форм кадмия по типам почв колеблется от 0,06 мг в пойменных почвах до 0,10 мг в дерново-подзолистых суглинис-тых.

Миграция валовых и подвижных форм по почвенному профилю метровой толще незначительная.

Наибольшее количество валовых форм кадмия содержится в слое 0-20 см во всех типах почв, с глубиной содержание уменьшается. Содержа-ние подвижных форм кадмия изменяется по слоям почв незначительно (табл. 4).

Таблица 4 Среднее содержание валовых и подвижных форм кадмия в метровой толще

разных почв реперных участков (мг/кг почвы)

Поч

венн

ый

слой

, см

Серые лесные суглинистые

Дерново – подзолистые суглинистые

Дерново – подзолистые супесчаные

Пойменные суглинистые

валов. формы

подв. формы







0-20 0,42 0,08 0,25 0,10 0,20 0,07 0,65 0,06 20-40 0,38 0,08 0,21 0,12 0,18 0,07 0,49 0,04 40-60 0,34 0,08 0,19 0,12 0,14 0,08 0,37 0,05 60-80 0,35 0,07 0,19 0,14 0,19 0,09 0,35 0,04 80-100 0,35 0,08 0,17 0,14 0,19 0,09 0,33 0,04

Реальную опасность для системы «почва-растение» и перехода

кадмия из почвы в растение представляет не валовое содержание кадмия, а содержание его подвижных форм.

Подвижность кадмия зависит от гранулометрического состава, содержание гумуса и кислотности почв.

Кадмий более подвижен в супесчаных дерново-подзолистых почвах, содержащих гумуса меньше, чем суглинистые серые лесные и пойменные (табл. 5).

В значительной степени на подвижность кадмия влияет кислотность почв. Наблюдения на реперных участках показали, что в связи с подкис-лением почвенной среды увеличивается содержание подвижных форм кадмия (табл. 6).


149

Таблица 5 Средние коэффициенты подвижности кадмия

в пахотном слое почв реперных участков

Почвы Среднее

содержание гумуса,%

Коэффициенты подвижности Cd

Серые лесные суглинистые

2,8 0,33

Дерново-подзолистые суглинистые

2,1 0,44

Дерново-подзолистые супесчаные

1,6 0,47

Пойменные суглинистые

3,2 0,31

Таблица 6

Кислотность почвенной среды и содержание подвижных форм кадмия в пахотном слое серых лесных почв реперных участков

Реперный участок

рНКСL Содержание кадмия,

мг/кг почвы 2000 2010 2000 2010

3 5,4 5,1 0,10 0,27 4 5,7 5,3 0,09 0,38 5 6,1 5,4 0,12 0,19 6 5,4 5,2 0,10 0,20

Таким образом, пахотные почвы Владимирской области по содержа-

нию кадмия характеризуются как экологически безопасные и пригодные для выращивания всех сельскохозяйственных культур.

Валовое содержание кадмия во всех типах и разновидностях почв не превышает предельно-допустимых концентраций. По подвижным формам кадмия отмечено, что его содержание несколько повышается в кислой среде, а также в супесчаных почвах обедненных гумусом.


150

ЛАНДШАФТНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГОРОДСКИХ ТЕРРИТОРИЙ В ДОЛИНАХ МАЛЫХ РЕК

Е.М. Лаптева МГУ им. М.В. Ломоносова, г.Москва, Россия

Now in Moscow the landscape architecture as branch develops and receives

enough means for working out and an embodiment of projects on ecological reconstruction of valleys of the small rivers and coast of reservoirs. These inconvenient and improper earths for building were usually used under dumps. Natural landscapes have been polluted and destroyed. For creation of new recreational territories it is necessary to restore stability of natural ecosystems. Last years the Government of Moscow has accepted a number of the decisions directed on rehabilitation of water objects. Similar projects have been carried out in different city districts, where unique scale works on clearing and an accomplishment have been spent. The project of an accomplishment of a valley of the river, developed by students, allows to keep ecological systems of a natural channel of the river, to create psychologically comfortable environment and an attractive natural corner in a city. The educational institution will have an opportunity to use park for development of ecological formation.

В настоящее время ландшафтная архитектура как отрасль в Москве

развивается и получает достаточно средств для разработки и воплощения проектов по экологической реконструкции долин малых рек и берегов водоёмов. В то время как водораздельные пространства почти целиком застраивались, эти неудобные и неподходящие для строительства земли обычно использовались под свалки. Овраги засыпались отходами, времен-ные водотоки в тальвегах исчезали, что привело к обмелению и усыханию малых рек. В результате были загрязнены и разрушены естественные ландшафты, разорвана их непрерывность, что снизило биологическую проницаемость городской среды.

Около 90 малых рек Москвы заключены в подземные трубопроводы. Оставшиеся на поверхности 59 рек и ручьев подвержены мощному техногенному воздействию, их водоохранные зоны являются неустойчи-выми экосистемами. Непродуманные планировочные работы в прирусло-вых частях рек привели к изменению гидравлических характеристик потто-ка, что усилило эрозию склонов и привело к меандрированию русел. Любая свалка на берегах вызывает аккумуляцию наносов и отмирание русла.


151

Для создания новых рекреационных территорий в зонах массового жилищного строительства необходимо восстановить устойчивость природ-ных экосистем. В последние годы Правительство Москвы приняло ряд постановлений, направленных на реабилитацию водных объектов. Подоб-ные проекты были осуществлены в разных городских округах. В ландшафт-ном заказнике «Долина реки Лихоборки» были проведены уникальные масштабные работы по очистке и благоустройству. В парковой зоне «Отрада», который является одним из самых удачных объектов в Северо-Восточном административном округе Москвы, проведена организация русла реки. Развитие в парках дорожно-тропиночной сети затрудняет поверхностный сток, усиливает почвенную эрозию и вызывает деградацию растительности. Для сохранения ландшафтообразующих функций природ-ного комплекса при увеличении рекреационной нагрузки пешеходные мостки в парке во многих местах приподняты над поверхностью, защищая подножия деревьев и участки пойменных лугов от вытаптывания.

Создание первой очереди парка с этнографическим комплексом «Деревня Бибирево» в пойме реки Чермянки проводилось в зоне жилого района. Для рекультивации потребовалась полная очистка и комплексное восстановление территории. В пойменной части реки была сохранена естественная древесная растительность и созданы деревянные настилы для переходов от домов к парку. Этнографическая деревня была создана согласно программе Московского правительства по развитию туризма, но предназначена, прежде всего, для отдыха жителей района, поэтому главной задачей было формирование устойчивого сочетания элементов ландшафта и игрового исторического комплекса. Проект предполагает создание цепи из нескольких парков и демонстрирует возможное сочетание природы с сооружениями, обслуживающими жителей района.

Очень важным для жителей Южного и Юго-Западного округов столицы является благоустройство долины реки Котловка. В настоящее время она сильно загрязнена и не имеет оборудованных мест для отдыха и прогулок, что вызывает дальнейшую деградацию природного комплекса. Проект реабилитации поймы реки только начал осуществляться и преду-сматривает создание непрерывной парковой зоны с включением террито-рии в ландшафтный каркас города.

Для Измайловского лесопарка разработаны водоохранные мероприя-тия, которые помогут восстановить в прудах и малых реках естественные биологические процессы самоочищения воды. В каскаде прудов, вдоль


152

русла реки Серебрянки и ручьев лесопарка предложено соорудить много маленьких водопадов – аэраторов воды, которые будут насыщать воду кислородом. В местах впадения ручьёв предусмотрено строительство простых и эффективных очистных сооружений типа биореакторов. Это могут быть перегораживающие ручей фильтрующие дамбы, заполненные пористым материалом для развития микрофлоры, питающейся органичес-кими загрязнениями. Построены очистные сооружения при выходе реки Серебрянки из коллектора на территорию парка, что не допускает попада-ния загрязненного стока в Лебедянский пруд.

Небольшая речка Самородинка протекает по Теплостанской возвышенности – самой приподнятой и особенно густо рассечённой речными долинами и оврагами части города. Долину реки пересекают крупные автомагистрали, рельеф долины сильно изменён насыпными грун-тами и коммуникациями в пойменной зоне, берега и русло замусорены. Тем не менее, вдоль реки сохранились участки естественных пойменных лугов, древесно-кустарниковая растительность представлена разными видами клёна и ивы, рябиной, берёзой, осиной, встречаются облепиха, робиния.

Проектированием благоустройства этой части территории Природ-ного комплекса Москвы площадью 1,42 га занимались студенты Гумани-тарно-Экологического Института, новое здание которого построено на юго-западе Москвы. Институт готовит специалистов в области ландшафтного дизайна, уделяя большое внимание экологической направленности обуче-ния. В предложенных архитектурно-планировочных решениях благо-устройства особое внимание уделено сохранению биотопов естественного русла реки как мест обитания живых организмов в городе. Природо-приближённый тип укрепления берегов ряжевой стенкой из стволов лист-венницы и углубление русла позволит восстановить быстрый поток в сочетании с ассоциациями прибрежной растительности (рис. 1). Это обеспечит восстановление способности к саморегуляции природного комплекса, которое может быть нарушено при спрямлении русла, подсыпке берегов, террасировании склонов. Объемно-пространственные свойства ландшафта речной долины использованы для создания психологически комфортной среды и привлекательного образа природного уголка в городе. Особенно важно, что учебное заведение получит возможность использовать парк для развития экологического направления образования, используя его как доступную базу для демонстрации многих природных явлений и объектов.


153

Рис. 1. Визуализация проектного решения укрепления берегов реки

Реабилитация малых рек в городе возможна только при комплексном

экосистемном подходе. Для создания новых рекреационных зон элементы благоустройства должны вводиться в природную среду особенно аккуратно и сдержанно, чтобы не нарушить, а во многих случаях восстановить мигра-цию веществ, взаимопроникновение сред, непрерывную структуру биоло-гических коридоров. Необходимо сохранять видовое разнообразие расте-ний и животных, которые являются индикаторами качества условий обита-ния и сами активно воздействуют на них, выполняя функции фильтраторов, опылителей, почвообразователей и др. В городской среде необходимо сохранять и рекреационно привлекательные виды (бабочки, стрекозы, певчие птицы, цветковые растения и др.). Новые береговые посадки деревьев и кустарников должны способствовать повышению эколого-эстетических и водоохранных свойств существующих растений.

ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ПОЧВ РЕКРЕАЦИОННЫХ ЗОН Г. ВЛАДИМИРА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДОВ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ

О.Н. Плеханова, О.Н. Сахно Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых,


The spreading of Azotobacter in soils of recreation landscapes has been studied. Biological activity of soils exposed to human influence being distributed unequally has


154

been estimated by several methods. The transformations of structural and functional characteristics of the whole complex of microbial populations have been examined.

В настоящее время исследованию объектов окружающей среды

урбанизированных территорий и оценке их экологического состояния уделяется большое внимание. Особенно актуальны исследования почв и почвенного покрова. Оценка экологического состояния почв методами биологической диагностики (состав и численность разных групп биоты, их суммарная активность, интенсивность биохимических процессов, дыхание и т.д.) наиболее четко отражает степень нарушенности почв, так как живые организмы способны реагировать на весь комплекс негативных воздейст-вий независимо от их природы [1].

В условиях города необходимо уделять особое внимание почвам рекреационных территорий (парков, скверов, бульваров), занятых массива-ми зеленой растительности, так как они улучшают микроклимат городской территории, создают хорошие условия для отдыха на открытом воздухе, предохраняют от чрезмерного перегревания почву, стены зданий и тротуары. Для оценки состояния рекреационных почв города эффективно определение азотфиксирующей, нитрифицирующей, денитрифицирующей, целлюлозолитической, уреазной активностей почв [2]. На основании показателей активности азотфиксации и уреазной активности можно харак-теризовать степень загрязнения почвы нефтепродуктами. Углеводороды, попадающие в почву, обогащают ее углеродом и способны повысить активность биологической азотфиксации. Способность к фиксации азота азотобактером проявляется на средах с октаном, толуолом, салициллатом [3]. Высокая нитрифицирующая активность свидетельствует о плодородии почвы, а также о завершении переработки продуктов распада органических соединений и активно идущем процессе самоочищения. Денитрифици-рующая активность характеризует уплотненность почвы и степень ее увлажнения. По имеющимся данным, низкая активность денитрификации, протекающей преимущественно до закиси азота, характерна для почв, подвергавшихся засолению, загрязнению тяжелыми металлами или нефтепродуктами. Показатели целлюлозолитической активности являются чувствительными индикаторами загрязнения почв тяжелыми металлами, позволяя с определенной степенью уверенности характеризовать состояние урбаноземов [2].


155

В городе Владимире было проведено исследование состояния рекреа-ционных почв, занятых зелеными насаждениями небольшой площади (скверы). Применение показателей биологической активности почвы в ходе исследования позволило определить, что наиболее нарушены почвы скверов на ул. 1-я Пионерская и у площади Победы (табл. 1). Высокая активность азотобактера в указанных почвенных образцах позволяет предположить сильную их загрязненность нефтепродуктами. Кроме того, они в значительной степени уплотнены (очевидно, вследствие утоптан-ности и высокой антропогенной нагрузки), что создает предпосылки для формирования в них бескислородной обстановки. Способность данных почв к самоочищению низкая.

Таблица 1 Биологическая активность почв рекреационных зон г. Владимира

Место отбора

почвенного образца

Процент разло-жения целю-лозы, %

Плот-ность почвы, г/см3

Активность Clostridium

pasteurianum, газовыделение,

мл

Интенсивность денитрификации газовыделение (объем газа в поплавке, мл)

% обрастания комочков в

чашке колониями Azotobacter chroococcum

Сквер око-ло ВТЗ, ул. 850-летия

44 1,58 0,78 1,8 43

Первомайский сквер, ул. Никит-ская

86 1,41 0,75 0,55 24

Сквер, ул. 1-я Пио-нерская

9 1,57 0,8 1,07 100

Сквер на площади Победы

33 1,28 0,45 0,48 100

Более благоприятная обстановка складывается в образцах почвы сквера Первомайский и сквера Владимирского тракторного завода (ВТЗ). Загрязнение почвы сквера ВТЗ нефтепродуктами и иной органикой харак-теризуется как среднее, это подтверждается невысоким уровнем активности в данной почве Azotobacter chroococcum. Почва сквера ВТЗ видимо обладает высокой способностью к самоочищению, об этом свидетель-ствуют высокая нитрифицирующая и уреазная активность. Тем не менее,


156

почва данной рекреационной зоны переуплотнена, что создает в ней нехватку кислорода, и, как следствие недостатка кислорода, растет активность Clostridium pasteurianum и интенсивность денитрификации.

Результаты ряда опытов с образцами почвы сквера Первомайский позволяют предположить средний уровень загрязнения их углеводородами и иными органическими веществами. Высокая целлюлозолитическая актив-ность может свидетельствовать о некотором содержании в этих почвах тяжелых металлов. Данная почва характеризуется высокой способностью к самоочищению и самовосстановлению, то есть обстановка в данной рекреационной зоне относительно благоприятная.

Почвы остальных исследованных скверов города (у завода «Точмаш», у поликлиники «Автоприбор», у областной администрации, на площади Фрунзе, на пересечении улиц Бабушкина и Добросельской) находятся в угнетенном состоянии. Результаты экспериментов свидетель-ствуют об их загрязнении углеводородами и иной органикой. Тем не менее, почвы указанных скверов обладают значительным потенциалом к само-восстановлению и самоочищению.

Проведенные исследования позволяют сделать вывод, что почвы скверов в условиях города испытывают значительный техногенный прес-синг и, следовательно, в условиях быстро меняющейся городской геохи-мической обстановки очень чувствительны к происходящим негативным изменениям. Почвы скверов г. Владимира не подвергаются рекультивации в массовом порядке, в них не проводятся земляные работы, перемешиваю-щие слои почв и грунтов, а также подсыпка свежего плодородного слоя, что приводит к формированию в них устойчивых ореолов загрязнения.

Список используемой литературы 1. Мотузова Г.В. Экологический мониторинг почв / Г.В. Мотузова, О.С.

Безуглова. – М.: Академический проект, 2007. – 237с. 2. Степанов А.Л. Характеристика биологической активности микробного

комплекса городских почв / А.Л. Степанов, Н.А Манучарова, А.В. Смагин и др. // Почвоведение. – 2005. – № 8. – С.978-983.

3. Когут Б.М. Содержание и состав ПАУ в почвах парков Москвы/ Б.М. Когут, Е. Шульц, А.Ю. Галактионов и др. // Почвоведение. – 2006. – №10. – С.1182-1189.

Исследования выполнены при поддержке АВЦП (проект №2.1.3/11358).


157

ОЦЕНКА РЕКРЕАЦИОННОГО ПОТЕНЦИАЛА ВЛАДИМИРСКОЙ ОБЛАСТИ:

СОЦИАЛЬНО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АСПЕКТ Е.Л. Пронина, А.В. Любишева Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г.Столетовых,


Tourism stimulates development of many branches of an economy and is the guarantor of a sustainable development of territory social aspects of recreational tourism, however, aren't less important. In connection with the developed crisis situation in economy, development of recreational tourism of a social orientation is necessary for realizing for inhabitants of Vladimir region who have no possibility to leave for its limits for treatment and improvement.

Как показывает мировая практика, туризм стимулирует развитие многих отраслей хозяйства и является гарантом устойчивого развития территории, однако с нашей точки зрения, не менее важны социальные аспекты рекреационного туризма. В связи со сложившейся кризисной ситуацией в экономике, развитие рекреационного туризма социальной направленности считаем необходимым реализовывать для жителей Владимирской области, которые не имеют возможности выехать за ее пределы для лечения и оздоровления.

Так как, на сегодняшний день рекреационный потенциал Владимир-ской области слабо изучен и используется в недостаточной мере, нами была предпринята попытка по составлению комплексной социально – экологи-ческой оценки территории для выявления перспектив развития рекреацион-ного туризма в нашем регионе, которая сочетает в себе оценку туристского потенциала и рекреационных ресурсов, качества среды человека и экологи-ческую ситуацию в регионе, наличие учреждений лечебно-оздоровитель-ного отдыха и туристских учреждений как притягательных объектов для целей рекреационного туризма.

Вся территория Владимирской области по рекреационным ресурсам оценивается нами как благоприятная для развития на ее территории лечебно-оздоровительного туризма и рекреации.

По данным Федеральной службы государственной статистики по Владимирской области санаторно-курортные организации и организации отдыха не равномерно распределены по территории. Лидирующую


158

позицию с огромным отрывом занимает Муромский район, в котором располагается 162 объекта (43 базы отдыха и 118 туристских баз), где за период 2008 года было размещено 2341 отдыхающий.

Большое количество санаторно-курортных организаций и организа-ций отдыха в городе Владимир – 9 объектов, из которых в настоящее время функционирует 1 санаторий для взрослых, 2 детских санатория, 2 санатория-профилактория, 1 база отдыха и 3 турбазы. За период 2008 года в санаторно-курортных организациях было размещено 32 425 человек. Из них 850 человек получили амбулаторно-курортное лечение (по курсовкам). В базе отдыха города Владимир было зарегистрировано 1152 человека; 7150 человек отдохнули на туристских базах города. По количеству обслуженных лиц Владимир многократно опережает все остальные районы. Город привлекает большое количество туристов из разных уголков страны и других государств, так как является жемчужиной «Золотого кольца», главным центром туристско-рекреационных маршрутов по городу и области, пунктом кратковременной и длительной остановки многообразных видов туризма и транзитных потоков. Владимир входит в структуру Влади-миро-Суздальского заповедника, имеет богатую и разветвленную инфра-структуру туризма, густонаселенное сельское окружение с памятниками истории, народными промыслами и привлекательными природными ландшафтами.

Следующее место по количеству объектов санаторно-курортных организаций и организаций отдыха занимает Ковровский район, в котором представлено 4 базы отдыха, в которых было зарегистрировано 1167 отдыхающих; 1 санаторий для взрослых, в котором восстанавливали свое здоровье 5973 человека, 2 санатория-профилактория с численностью размещенных лиц 1934.

Петушинский, Собинский и Судогодский районы имеют по 3 объекта санаторно-курортных организаций и организаций отдыха. Петушинский район имеет 3 крупных санатория, из которых 2 санатория для взрослых, 1 – детский. Это, в первую очередь, санаторий Вольгинский, принимающий большую часть отдыхающих, и санаторий «Сосновый бор», который также пользуется огромным спросом у отдыхающих, как нашей области, так и соседних регионов. Всего в санаториях Петушинского района за 2008 год было размещено 10 169 лиц.


159

На территории Собинского района размещены 3 санатория: санато-рий для взрослых, санатории для детей с родителями и санаторий-профилакторий. Это такие санатории, как «Русский лес» и «Строитель». В 2008 году здесь было зарегистрировано 8016 лиц, из них 921 ребенок.

В Судогодском районе находится 3 туристских базы, в которых было размещено за 2008 год 6517 лиц.

По полученным результатам нами проведено ранжирование области по количеству объектов санаторно-курортных организаций и организаций отдыха.

П РУ = ЧМ/ Т,

где П РУ – плотность рекреационных учреждений; ЧМ – число мест рекреационных учреждений, ед.; Т – территория района, км. Ранжирование территорий проводилось по трем группам: 1 – сильно

рекреационно-развитые (показатель плотности рекреационных учреждений выше 616,45), 2 – средне рекреационно-развитые (плотность от 308,3 до 616,45) и 3 – слабо рекреационно-развитые (ниже 308,3). Величина шага по показателю плотности рекреационных учреждений – 308,3. Рассчитывается как отношение суммы наибольшего и наименьшего показателя плотности к количеству рангов.

На основании ранжирования составлена карта плотности рекреацион-ных учреждений.

Подводя итоги анализа, можно отметить следующее: размещение предприятий туристической инфраструктуры по Владимирской области характеризуется неравномерностью: так, крупный гостиничный комплекс находится в двух городах – Владимире и Суздале – крупных туристических центрах. В остальных городах области располагаются мелкие гостиницы, характеризующиеся низким уровнем технического оснащения и предостав-ляемых услуг. В результате рекреационный потенциал многих населённых пунктов остаётся невостребованным из-за отсутствия возможностей удовлетворения туристических потребностей посетителей.

Большинство санаториев и турбаз располагаются в живописных местах по берегам рек: Клязьмы, Нерли, Гусь, Вольги и Киржача, в районах с хорошей транспортной оснащённостью, что оказывает положительный эффект на величину туристического потока.


160

Следующим этапом комплексной социально-экологической оценки территории проведен анализ качества среды человека и экологической ситуации в регионе. Наилучшим образом по показателям заболеваемости в комплексе с экологической обстановкой складывается ситуация в Муром-ском, Петушинском, Александровском районе. В Селивановском, Кольчу-гинском, Гороховецком, Ковровском, Юрьев-Польском районах сравни-тельно высоки показатели заболеваемости населения, что, в свою очередь, отражает экологическую обстановку данной местности.

Богатыми перспективами с точки зрения рекреационных ресурсов обладает Гусь-Хрустальный район – сосновые леса, национальный парк «Мещера», созданный, в том числе для развития организованного туризма, речные ресурсы. Кроме того, развитие рекреационного и лечебно – оздоро-вительного туризма там наиболее востребовано для местного населения в связи с самым высоким показателем заболеваемости по области.

Наиболее полно используется туристский потенциал таких районов, как Суздальский – в связи с богатейшим культурно-историческим насле-дием; Петушинский – близость к столице (Москва часто выступает в качестве поставщика рекреантов), большая площадь лесов, хорошо разви-тая инфраструктура.

Муромский район имеет перспективы развития рекреационного туризма ввиду своего историко-культурного значения; также на территории Муромского района находятся грязи, которые обладающие лечебными свойствами. Они используются медицинскими учреждениями для лечения периферической нервной системы, суставов, желудочно-кишечного тракта. В районе большое количество туристских баз и баз отдыха – притяга-тельные объекты для рекреационного развития.

Таким образом, Владимирская область обладает рекреационным потенциалом для развития социального туризма, местным властям необхо-димо усилить работу по привлечению инвестиций в развитие туристичес-кой инфраструктуры. Исследования выполнены при поддержке АВЦП (проект №2.1.3/11358).


161

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОРГАНИЗАЦИИ И ВЕДЕНИЯ ОХОТНИЧЬЕГО

ХОЗЯЙСТВА ВО ВЛАДИМИРСКОЙ ОБЛАСТИ Р.В. Репкин, И.Н. Крашенинников, С.В. Митрофанов Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых,


In the given work principal views of the hunting activity in Vladimir region and their influence on a condition of ecosystems are studied, the organization of the hunting economy in Vladimir region is investigated, dynamics of number of the hunting animals in territory of Vladimir region is traced.

Охотничье хозяйство – по законодательству РФ, отрасль народного хозяйства, основной задачей которой является обеспечение потребностей государства в пушнине и другой продукции охоты. В этих целях осуществляется устройство охотничьих угодий, охрана, воспроизводство и рациональное использование запасов диких зверей и птиц. За охотничьими хозяйствами закреплены охотничьи угодья для планового, рационального их использования и организованного проведения охоты. Различают промысловые, спортивные, лесоохотничьи, заповедно-охотничьи хозяйства.

Большинство охотхозяйств реализуют свою деятельность на принци-пах поддержания постоянной численности определенных видов животных. При этом не уделяется должного внимания сохранению естественных экосистем, нарушается природные условия в целом. За счёт роста численности отдельно взятых видов уменьшается численность других, вплоть до полного их исчезновения. Поэтому актуально уделять внимание сохранению природно-территориальных комплексов (экосистем) и восстановлению естественных условий среды для данной местности.

Охотничье хозяйство строится на основе природоохранного законо-дательства федерального, регионального и местного уровней. Федеральный Закон об охоте и о сохранении охотничьих ресурсов является основным документом, регулирующим охотничью деятельность на территории Российской Федерации. Постановление Правительства РФ о добывании объектов животного мира, отнесенных к объектам охоты описывает правила и сроки проведения охоты, а так же перечень орудий лова и способы охоты в России. На территории Владимирской области нормативы пользования объектами охоты как для юридических лиц, так и для частных предпринимателей, получивших лицензию на долгосрочное пользование


162

объектами животного мира регламентирует постановление губернатора от 25 марта 2002г. № 139 «Об утверждении нормативов пользования объек-тами животного мира, отнесенными к объектам охоты».

Во Владимирской области, по состоянию на 2010 год, насчитывается 84 охотничьих хозяйств общей площадью около 2,500 млн. га. Из этого числа в настоящее время 1,8145 млн. га, т.е. 72% охотничьих угодий предоставлены 74 юридическим лицам и 5 индивидуальным предприни-мателям для пользования животным миром с целью охоты. Прочие земли находятся под управлением государственной инспекции по охране, контро-лю и регулированию использования объектов животного мира и среды их обитания администрации Владимирской области (Госохотинспекции) и носят статус общедоступных.

Охотничьи ресурсы области насчитывают 79 видов животных, из них 28 видов – млекопитающие и 51 вид – птицы. Виды интенсивно использу-емые в охотничьем хозяйстве составляют 74% от общего количества охотничьих ресурсов области. Десять видов охотничьих животных (мед-ведь бурый, рысь, выдра, пискулька, куропатка белая, пастушок, турухтан, веретенник большой, кроншнеп большой и клинтух) занесены в Красную книгу Владимирской области. Кроме того, десять видов животных относятся к видам, нуждающимся в особом внимании к их состоянию в природной среде.

В целях рационального и устойчивого использования охотничьих ресурсов в области ежегодно проводится государственный учет числен-ности охотничьих животных. Сотрудниками Госохотинспекции проводятся регулярные плановые и внеплановые проверки юридических лиц и ИП по соблюдению условий долгосрочного пользования объектами животного мира, отнесенных к объектам охоты.

Численность охотничьих ресурсов в области на протяжении последних десяти лет находится на относительно стабильном уровне. В районах, где налажена охрана и осуществляется комплекс биотехнических (например, подкормка зверей в осенне-зимний период), и экологических мероприятий наблюдается рост численности отдельных видов диких животных. Так, например, за последние годы наметилась тенденция к росту численности кабана и лося. При этом угрозы перенаселения не возникает. А вот численность глухаря из-за ряда естественных и антропогенных факторов подвержена существенным колебаниям.


163

Рис. 1. Динамика численности охотничьих ресурсов

Данные по добыче некоторых видов охотничьих ресурсов во

Владимирской области в сезоне весенней охоты 2009 г. и в сезоне осенне-зимней охоты 2009-2010 гг. приведены в табл. 1.

Таблица 1 Данные по добыче некоторых видов охотничьих ресурсов во Владимирской области в сезоне весенней охоты 2009 г. и в сезоне осенне-зимней охоты

2009-2010 гг. № п/п

Вид охотничьих ресурсов

Лимит добычи (особей)

Добыто (особей)

Процент добычи от лимита

1 Кабан 1700 1680 98,8 2 Лось 250 233 93,2 3 Олень благородный 40 33 82,5 4 Олень пятнистый 100 97 97,0 5 Барсук 30 12 40,0 6 Куница лесная 280 83 29,6 7 Бобр 320 159 49,7 8 Глухарь 178 93 52,2 9 Тетерев 661 191 28,9

Обязательными мероприятиями экологической направленности для

охотничьего хозяйства являются: проведение мониторинга численности животных, биотехнические мероприятия, подкормка охотничьих животных, регулирование численности популяций охотничьих животных.


164

Биотехния включает в себя меры, направленные на изменение численности, плотности населения и территориального распределения диких животных, улучшение качества их местообитаний, что влияет на популяционную структуру вида и, в конечном итоге, приводит к повышению продуктивности угодий и сохранению целостности экосистем.

К числу обязательных биотехнических мероприятий, которые долж-ны проводиться в охотхозяйствах, относятся так же устройство биотехни-ческих и охотхозяйственных сооружений, разработка кормовых полей, сенокошение, заготовка веников и подваливание деревьев кормовых пород для подкормки животных, интродукция и реинтродукция охотничьих животных при соблюдении соответствующих требований законодательства и экологических норм во избежание нанесения ущерба окружающей среде. У кормовых площадок (кормушек) в феврале-марте проводится учет копыт-ных животных.

Помимо сохранения видового разнообразия охотничьи хозяйства можно использовать в целях рекреации. Обычно территории охотничьих хозяйств свободны для посещения. Разрешается сбор ягод и грибов. Можно организовывать коммерческие экскурсии по хозяйству, как пешие, так и на транспорте.

Угрожающие факторы для охотничьего хозяйства. Главным образом это браконьерство и животные, наносящие ущерб охотничьему хозяйству. К таким животным в первую очередь относятся бездомные собаки. В лесу они сбиваются в стаи и нападают на охотничьих животных. К нарушению естественных комплексов относится рубка леса, строительство дорог, не грамотные мелиоративные мероприятия и др.

При правильной эксплуатации популяций охотничьих животных во Владимирской области, т.е. ежегодном изъятии части прироста, оставлении маточного поголовья, их численность полностью восстанавливается естест-венным путем. Для поддержания численности видов охотфауны на опти-мальном уровне охотхозяйствами области контролируется количество изымаемых животных, которое должно соответствовать ежегодному приросту в соответствии с законодательными актами и экологическими нормами. Стабильное состояние численности охотничьей фауны дает возможность ежегодно использовать её ресурс, а деятельность охотничьих хозяйств способствует сохранению окружающей среды.

Исследования выполнены при поддержке АВЦП (проект №2.2.3.3/11515).


165

ЛЕСНАЯ РАСТИТЕЛЬНОСТЬ ШИРОТНОГО ОТРЕЗКА ПОЙМЫ Р. УРАЛ З.Н. Рябинина, Г.С. Маханова

Оренбургский государственный педагогический университет, г.Оренбург, Россия

The river flood plain Ural differs a combination of two landscapes – woods and

meadows. The aspen, a birch, a linden and an alder meet in northern part, forming small groves. The areas under various types of wood, in particular under valuable breeds are reduced, there is a change of radical types by derivatives, less productive and not characteristic for a flood plain. The structure of a grassy cover changes. For the purpose of restoration, preservation of genetic fund, increase of efficiency and enrichment of qualitative structure, it is necessary to take alder woods under protection.

Растительность поймы р. Урал представлена пойменными лесами и

лугами, пойменные леса – дубняками, вязовниками, белотополёвниками, осокорниками и ветловниками. Осина, берёза, липа и ольха встречаются в северной части, образуя небольшие рощи.

Растительность поймы Урала характеризуется неодинаковым отно-шением к поемности и аллювиальности. К поймовыносливым относятся такие древесные и кустарниковые породы, которые с молодого возраста сохраняют жизнеспособность после более или менее длительного затопле-ния паводковыми водами и выдерживают засыпание их аллювием. Эта группа представлена кустарниковыми ивами, ветлой, осокорем, тополем белым, шиповником, вязом гладким, дубом и ольхой чёрной. Слабо поймовыносливые породы (осина, берёза, липа, черёмуха, крушина, рябина, жимолость татарская, боярышник и др.) в молодом возрасте не выдерживают длительного затопления, но сохраняют способность возоб-новления порослью от корней и корневой шейки ствола.

Помимо названных факторов на распределение растительности от живого русла реки к коренным берегам оказывает влияние изменение механического состава почв, рельефа и уровня грунтовых вод.

Таким образом, от русла реки вглубь поймы складываются следую-щие экологические ряды.

В условиях интенсивно выраженного аллювиального процесса затап-ливаемых паводком проточных дренированных местообитаний, на свеже-отложенных аллювиях поселяются наиболее поймовыносливые породы


166

(кустарниковые ивы, ветла, тополи). На мощных наносах прирусловой поймы, затапливаемых на срок более 60 дней при глубине грунтовых вод -7м поселяются ивы – трёхтычинковая (Salix triandra L. ), корзиночная (S. viminalis L), верба (S. acutifolia Willd) и ива белая (S. alba L.) [4].

В центральной пойме, в условиях средневыраженного аллювиаль-ного процесса на пойменных, пойменно-дерновых почвах, произрастает большая часть типов леса поймы – ветловников, осокорников, белотопо-лёвников, вязовников и дубняков, которые распределяются на разных частях поймы в зависимости от продолжительности затопления. Пресные грунтовые воды залегают на глубине 1,5-6 м.

Наиболее широко распространенными породами в центральной пойме являются тополь чёрный (Populus nigra L.) и тополь белый (P. alba L.), и занимают до 50% покрытой лесом площади [3]. Поселяясь на более высоких элементах рельефа: на гривах, в межгривных понижениях, по берегам стариц и ериков, они выдерживают затопление от 40 до 50 дней. На высоких уровнях центральной поймы подвергающихся только периоди-ческому непродолжительному затоплению (20-30) дней, господствуют вязовники и дубняки, в основном вдоль стариц, на гривах высокого уровня и их склонах.

Сходную с вязом (Ulmus laevis Pall.) и дубом (Quercus robur L.) экологию имеют осина (Populus tremula L.) и липа (Tilia cordata Mill.), которые занимают переходную от центральной к притеррасной и при-террасную зоны поймы, затапливаемые только в годы высоких паводков, один раз в 5-6 лет.

Пониженные слабосточные и слабо дренированные местообитания притеррасной части поймы с лугово-болотными почвами занимают черно-ольховые леса.

Луговую растительность поймы Урала В.В. Иванов [2] и Е.А. Агеле-уов [1] делят на три типа лугов: гидрофильные, мезофильные и ксерофиль-ные. Гидрофильные луга занимают самые низкие гривы и пересыхающие ложбины прирусловой и центральной поймы. Они представлены пырей-ными, осоковыми и белополевицевыми ассоциациями.

Мезофильные луга, заливаемые ежегодно, занимают плато грив средней высоты и нижние части высоких грив центральной поймы. В


167

зависимости от почвы и высоты места эти луга представлены разнотравно-костровыми, лисохвостными, пырейными и бекманиевыми сообществами.

Наиболее высокие части поймы занимают остепененные луга с типчаковыми, житняковыми, на опесчаненных участках поймы – еркеко-выми ассоциациями, которые постепенно переходят в ковыльно-типча-ковые степи надпойменных террас.

Пойменные леса в большей степени подвергаются воздействию человека. Хищнические, бессистемные рубки, иногда приводящие к уничтожению древесных насаждений вблизи населённых пунктов, пожары, сбор полезных растений, выпас домашнего скота, загрязнение воды и воздуха промышленными отходами, строительство дамб, туризм, ведут к снижению водоохранной, противоэрозионной, санитарно-гигиенической и оздоровительной функций леса. Сокращаются площади под различными типами леса, в особенности под ценными породами, происходит смена коренных типов производными, менее производительными и не характер-ными для поймы. Изменяется состав травяного покрова, увеличивается доля сорных видов, некоторые виды растений совсем исчезли, другие находятся на грани вымирания.

С целью восстановления, сохранения генетического фонда, повыше-ния продуктивности и обогащения качественного состава, липовые и ольховые леса необходимо взять под охрану, и организовать охраняемые объекты резерватного типа.


1. Агелеуов Е.А. Пойменные луга реки Урал. Алма-Ата, 1982. – С.77-165.

2. Иванов В.В. К изучению лесорастительных условий долины реки Урал // Географ. Сб., 11. – М.-Л., 1953. – С.73-80.

3. Петренко А.З. Белотополевники долины Урала.// Ботаническая геогра-фия Северного Прикаспия. – Л., 1974. – Вып. 7. – С.269-306.

4. Рябинина З.Н., Князев М.С. Определитель растений Оренбургской области. – М.


168

ОСОБЕННОСТИ ЕСТЕСТВЕННОГО РЕЛЬЕФА УРБАНИЗИРОВАННОЙ

ТЕРРИТОРИИ (НА ПРИМЕРЕ Г. ВЛАДИМИРА) А.А. Сиротин, А.В. Любишева, Е.Л. Пронина Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г.Столетовых,

г.Владимир, Россия The city environment is characterized by a basic change of natural landscapes.

Biogene components are completely reconstructed, the microclimate essentially changes. The basis and a relief are most conservative lithogenic, but also they are subject to influence of the urbanized environment. A relief – one of the leading components of environment causing construction conditions. The relief is very narrowly connected with a geological structure, territory hydrogeology, predetermines its superficial drain, exodynamic activity, through biases directly influences building, a microclimate.

Рельеф территории Владимирской области начал свое формирование

в архее и протерозое, многократно изменяясь в геологической истории под действием эндогенных и экзогенных факторов. В древнюю протерозойскую эру образовался жесткий фундамент Русской платформы, на которой располагается город. За миллионы лет от протерозоя до наших дней на платформе отложились толщи осадочных пород, называемых чехлом. Чехол состоит из горизонтальных напластований песка, глины, суглинка и известняка.

На характер рельефа оказали влияние геологическая история центральной части Русской платформы, а также тектоника, деятельность ледников и рек. Современный рельеф, в общих чертах, повторяет древнюю поверхность, а различные геологические процессы, протекавшие на данной территории, лишь усложнили его в разной степени.

В результате перечисленных факторов территория области в целом и города Владимира, в частности, расположилась на плоской равнине, сложенной водно-ледниковыми, ледниковыми, аллювиальными, озерными, речными и современными отложениями.

В тектоническом отношении Владимирская область является восточ-ным краем Московской синеклизы (понижение в чехле платформы) у г.Коврова. Край этого понижения осложнен Окско-Цнинским валом, который пересекает всю Владимирскую область и «затухает» под городом


169

Воронежем. Он хорошо прослеживается на геологической карте по выходам на поверхность известняков верхнекаменноугольной системы. В плане – это огромная валообразная складка горных пород. С пологим восточным (до 1°) и крутым западным (15-20°) крыльями.

К западу от Окско-Цнинского вала и параллельно ему протягивается Владимиро-Шиловский прогиб (под руслом Клязьмы и Мещерской низмен-ности). Заполнен он мощной толщей (более 400 м) осадочных пород мезозойского возраста. Мещерская низменность образовалась в результате опускания огромного участка фундамента. Аналогично сформировались Нерль-Клязьминская и Фролищева низины, а также Судогодская впадина.

Московская синеклиза является одной из крупных структур Русской плиты. Синеклиза выполнена разнообразным комплексом осадочных образований. Наиболее древними из них являются осадочно-вулканогенные образования волынской серии вендского комплекса, слагающие синекли-зоподобные прогибы над зонами развития рифейских авлакогенов. Выше залегают валдайские отложения, выполняющие широкое синклинальное понижение между Балтийским щитом и Воронежским массивом. Меньшее развитие имеют отложения кембрия и ордовика. Все додевонские отложе-ния перекрываются девонскими образованиями. Выше разрез синеклизы слагается комплексом терригенных и карбонатных отложений карбона, перми и триаса и залегающими на них образованиями мезо-кайнозоя. Суммарная мощность отложений достигает 3000 м.

Начало формирования синеклизы связано с опусканием в вендское время большого массива кристаллических пород, заключенного между разломами, наблюдаемыми в зонах развития Валдайско-Солигаличского и Подмосковного авлакогенов.

Большое влияние на формирование рельефа рассматриваемой территории оказали литологические особенности и условия залегания коренных пород, характерные для Московской синеклизы в целом и для осложняющих ее более мелких структур второго и третьего порядков. На всей территории континентальные условия окончательно установились с конца мезозоя. В четвертичное время особое значение имела деятельность ледников, неоднократно покрывавших Русскую равнину.

В структурно-геоморфологическом отношении территория современ-ного г. Владимира и области может быть определена как платформенная пластово-денудационная равнина. Хотя на этой равнине в плейстоцене


170

происходила мощная ледниковая аккумуляция, наблюдаемые в настоящее время основные черты и даже некоторые детали рельефа образовались в течение длительного континентального развития территории еще в долед-никовое время. Здесь отчетливо выявляются морфоструктурные единицы разного порядка, отвечающие определенным соразмерным с ними древним и новейшим тектоническим структурам.

В кайнозойскую эру территория Владимирской области испытывала поднятие и размыв. Ландшафты, в общих чертах, были сходны современ-ным. На исследуемой территории в плейстоцене проходило, как показал анализ источников, не менее пяти оледенений, но в формировании рельефа непосредственно сказалась деятельность последних четырех ледниковых покровов: Днепровского, Московского, Калининского (существование, которого еще нельзя считать вполне доказанным) и Валдайского. Днепров-ское представляет собой одно оледенение, состоящее из двух языков: Днепровского и Донского. Последнее, как раз, и охватило территорию современного Владимира. Последнее Валдайское оледенение до Владимира не дошло, но оставило после себя множество водно-ледниковых образований. В месте стояния ледников отложились моренные породы, являющиеся обломками кварцитовых, гранитовых, известняковых и доло-митовых пород в виде валунов и гальки. Таким образом, ледниковый и водно-ледниковый рельеф территории сформировался в разные эпохи оледенения и в дальнейшем был неодинаково переработан эрозионно-денудационными процессами.

Образование карстовых форм связано с распространением карбонат-ных и гипсово-ангидритовых пород, участвующих в геологическом строении Московской синеклизы. В пределах описываемой территории наблюдаются только формы покрытого карста, приуроченные, главным образом, к тальвегам, днищам и склонам эрозионных форм. Наиболее распространены следующие формы поверхностного карста: поноры, воронки, котловины, овраги и суходолы.

Если рассматривать геоморфологическое районирование, то Влади-мирская область находится в районе Клинско-Дмитровской и Юрьев-Польской возвышенности на остаточном денудационном основании из мезозойских отложений осевой зоны Московской синеклизы; подрайон Клинско-Дмитровской моренно-эрозионной возвышенности с группами


171

крупных холмисто-грядовых форм окраинной зоны московского оледене-ния.

В геоморфологическом отношении территорию Владимира можно разделить на несколько структурных участков:

− флювиогляциальная равнина времени максимального распространения московского ледника. Слабо и среднерасчлененная, пологоволнистая;

− аллювиальная равнина верхнечетвертичных 1 и 2 надпойменных террас;

− область распространения покровных суглинков. Из всего многообразия природных условий рельеф наиболее харак-

терное и определяющее состояние поверхности городской территории. Он является важнейшим фактором, оказывающим непосредственное влияние на планировку, застройку и благоустройство города и, в конечном счете, на экономику строительства. При оценке территории основное внимание уделяется существующему рельефу. Учитывая тектонические и геологи-ческие особенности развития и строения территории Владимира, определя-ют наличие и расположение водоразделов и тальвегов, основные направле-ния стока поверхностных вод, участки территорий с различными уклонами, территории, требующие мероприятий по инженерной подготовке, и пр. В зависимости от этих и других факторов проводится функциональное зонирование территории и основные мероприятия, обеспечивающие использование территории в необходимых целях.


ВОССТАНОВЛЕНИЕ ОСУШЕННЫХ БОЛОТ А.А. Тимофеев Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых,


Болота – уникальный устойчивый комплекс местообитаний, связан-ных единым ходом развития в течение многих тысячелетий. Благодаря длительной сопряженной эволюции, болотные сообщества обладают высоко специфичным видовым разнообразием животных, растений, грибов.


172

Для большой группы видов организмов болота являются единственно возможным типом местообитания. В тоже время болота являются источником многих незаменимых ресурсов, объектами, эксплуатируемыми торфяной промышленностью, сельским, лесным и охотничьим хозяйством, поставщиком лекарственного сырья и местом отдыха населения. Однако часто использование одного ресурса болота приводит к утрате других.

Серьезную опасность представляют площади нерекультивированных выработанных торфяников, особенно при концентрации таких земель в отдельных районах. Торфяные пожары 2002 г. в Мещере показали, что такие скопления могут стать причиной настоящего экологического бедствия.

Продолжительная мелиорация привела к исчезновению на нынешней территории национального парка крупных болот. К настоящему времени естественный покров на них почти сведен в результате торфяных разра-боток, осушения и пожаров. Однако объекты торфодобычи, подвергнутые вторичному затоплению, имеют шанс вернуть часть своих природных функций.

В 1998 г. была утверждена программа восстановления месторож-дений за счет реконструкции водно-болотных угодий путем затопления (постройка земляных дамб). В 2003 г. вторичному затоплению была подвергнута часть болота Бакшеевского (северо-запад национального парка), а также некоторые участки Орловского болота. Сейчас уже можно считать доказанной положительную роль восстановления болота в обеспечении пожарной безопасности; не наблюдается и серьезных масштабов усыхания лесов.

Экологи разрабатывают подходы к восстановлению неэффективно осушенных лесо-болотных угодий. В практической реализации подобных мероприятий принимали и принимают участие активисты молодежных экологических организаций – Дружины охраны природы биофака МГУ (г.Москва) и Дружины охраны природы «Точка роста» (г.Владимир).

Владимирская ДОП «Точка роста» проводила работы по восстанов-лению болот на территории НП «Мещера». В качестве модельного участка был выбран болотный массив Тасин Бор, осушенный еще в 1933 г. с целью добычи торфа. Сеть мелиоративных каналов долгое время оставалась нетронутой, что, по данным 2005 года, привело к осушению болота примерно на 64%. Осушенный торфяник часто горел. Пожарами были уничтожены леса на обширных территориях.


173

Площадь болота Тасин Бор составляет 3594 га, что соответствует 35,94 км2, а площадь водосбора – 52,8 км2.

Для оценки состояния и экологической устойчивости болотного массива необходимо произвести расчет коэффициента экологической устойчивости по следующей формуле:

Kc=1F∑i=1

n

f i•K1i•K2i , где

F – площадь водосбора; fi – площадь i-того угодья; K1i – коэффициент стабильности: для широколиственных лесов – 1,0; болот, водотоков и водоемов – 0,79; смешанных лесов – 0,63; лугов – 0,62; садов, лесных культур, лесополос - 0,43; хвойных лесов – 0,38; пашни в среднем – 0,14; K2i – коэффициент, учитывающий гелого-морфологическую устойчи-вость рельефа, зависит от площади оврагов, крутых склонов, оползней, незакрепленных песков и т.п., он изменяется от 1 для стабильного рельефа до 0,7 – для нестабильного. Устойчивость природных и техноприродных систем (водосборов)

оценивают по следующей шкале: Кс Устойчивость

≤ 0,33 очень низкая 0,34 – 0,50 низкая 0,51 – 0,66 средняя 0,67 – 1,00 высокая

Согласно расчетам: Kc = 0,0189 · 35,94 · 0,79 · 1 = 0,53. Это значение соответствует средней устойчивости экосистемы. В августе 2009 года, при предварительном обследовании болотного

массива Тасин Бор, было зарегистрировано успешное гнездование черного аиста (Ciconia nigra). Этот вид занесен в Красную книгу РФ и это первая регистрация черного аиста на территории Владимирской области за последние 30 лет.

Это сыграло роль определяющего фактора при выборе этого болота в качестве модельного участка.

В 2009 году, в рамках международного волонтерского лагеря, организованного ДОП «Точка роста», были проведены работы по


174

восстановлению данного болотного массива. Было возведено 5 плотин, в результате чего, общая площадь затопления составила около 400-450 га. Уровень воды поднялся на 1-1,5 метра.

По предварительным расчетам, в результате проведенных работ, экологическая устойчивость возрастает.

Kc = 0,0189 · 40,44 · 0,79 · 1 = 0,603 В сентябре 2010 года, силами дружинников и волонтеров, работы по

восстановлению болота Тасин Бор были продолжены. Проведенные мероприятия включали в себя мониторинг, ремонт и укрепление ранее возведенных плотин, а так же строительство новых гидротехнических сооружений, обеспечивающих снижение оттока и перераспределение воды по территории выработанных торфяных полей.

Обследование территории проведения работ весной 2011 года показало, что из всех конструкций не выстояла только одна плотина, возве-денная на главном отводящем канале, ввиду очень большой нагрузки на нее. Остальные сооружения сохранились и успешно выполняют свои функции.

По мнению ученых, при достижении необходимых условий, регене-рация верховых болот, начинается с восстановления гидрологического режима (5-8 лет), далее идут возобновление естественного растительного покрова (10-100 лет) и вторичный рост болота (более 100 лет), когда происходит процесс аккумуляции торфа.

В настоящее время, экологическая устойчивость Тасинборского болотного массива отмечается как высокая, а условия для восстановления гидрологического режима и обводненности территории – достаточными.

Список используемой литературы 1. Войтехов М.Я. Восстановление осушенных лесоболотных угодий. ГУ

Талдомская администрация особо охраняемых природных территорий, Московская область, г. Талдом, ООО НИЦ «Инженер», 2007 г.

2. Антипин В.К., Дроздова З.Н. Разнообразие естественных болот нацио-нального парка «Мещера». Краеведение и регионоведение (сборник научных трудов), Владимир, 2004 г.

3. Митрофанова Л.В. Антропогенное воздействие на торфяные болота Владимирского края, степень их нарушенности и обратимость наруше-ний. Геоэкологические проблемы современности. Межвузовский сбор-ник научных трудов. Вып. 9. Владимир, ВГПУ, 2007 г.

Исследования выполнены при поддержке Минобрнауки (ГК №970 от 27.05.2010).


175

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВ И АГРОКУЛЬТУР В ЗОНЕ ТЕХНОГЕНЕЗА

ХИМИЧЕСКОГО ЗАВОДА «НАИРИТ» Н.С. Торосян

Центр эколого-ноосферных исследований Национальной Академии Наук РА, г.Ереван, Армения

Формирование комплексной и гармонической системы природополь-

зования – важная задача, стоящая перед экологами Армении. При реали-зации региональной экологической политики важную роль играет обеспече-ние населения экологически чистой сельскохозяйственной продукцией.

Для решения поставленной цели были проведены научно-исследо-вательские работы по биогеохимической оценке воздействия выбросов химического завода «Наирит» на качественные и количественные показа-тели агросистемы произрастающих (возделываемых) в техногенной зоне завода.

Был определен предельный уровень накопления токсических элемен-тов в почвах и агрокультурах, подобран ассортимент овощных культур для возделывания в техногенной зоне, составлена экотоксикологическая оценка риска загрязнения агрокультур. Данные исследования послужили основой для составления теоретических основ биогеохимического круговорота в системе техногенез-агроценоз, а также организации агромониторинга на техногенных территориях Армении.

Объектом исследования был химический завод «Наирит» по производству синтетического каучука. Среди токсических элементов определялось накопление тяжелых металлов (Cu, Zn, Pb) (в почвах и агрокультурах) и хлорсодержащих соединений в агрокультурах.

Тяжелые металлы определялись – количественно-спектральным (ДФС-8) и атомно-абсорбционным фотометром марки AAS, хлор-меркуре-метрическим методом.

Количественные характеристики накопления тяжелых металлов в листьях, плодах и овощах определялись методом сравнения фактического материала с данными фоновых участков, со средним содержанием тяжелых металлов в листьях агрокультур, разработанным Д. Беккером и Л. Хесниным и с предельно допустимыми концентрациями (ПДК) тяжелых металлов во фруктах, овощах по Т. Дуеку (табл. 1).


176

Таблица 1 Среднее содержание тяжелых металлов в листьях растений и ПДК тяжелых

металлов в пищевых продуктах Группы растений

Органы растений

Тяжелые металлы мг/кг сухого вещества Cu Zn Pb Ni Cd Fe Mn

Плодоовощные культуры

Фрукты (ПДК ТМ)

10,0 10,0 0,4 0,5 0,03 50,0 -

Овощи (ПДК ТМ)

10,0 10,0 0,5 0,5 0,03 50,0 -

Очаги техногенного загрязнения, как правило, представляют собой

избыточную концентрацию не одного, а целого комплекса химических элементов. Их совокупное воздействие оценивается по величине суммар-ного показателя концентрации (СПК).

СПК Zс =Кс-(n-1), где: Kc – сумма коэффициентов концентрации аномальных химических элементов; n – количество аномальных элементов.

Накопление ТМ в почвах В течение 2004-2006 гг. нами были проведены научные исследова-

тельские работы по определению накопления тяжелых металлов в почве зоны техногенеза завода «Наирит». Пробы почв отбирались из стационар-ных опытных участков, расположенных на расстоянии 0-2 км, 2-5 км, 5- 7 км, от источника эмиссии в направлении розы ветров (юг), где располо-жены пригородные села Норагавит, Харберд, Чарбах и Масис. В образцах почв определяли медь, цинк и свинец. Следует отметить, что эталонные участки, расположенные на расстоянии 2-5 и 5-7 км от завода «Наирит» попадают в зону действия других предприятий химической, резинотехни-ческой, кабельной промышленности, а также Ереванской ТЭС, поэтому в данных почвенных анализах присутствуют ТМ других предприятий южной промышленной зоны города.

Экспериментальные данные наших исследований за период 2004-2005 гг.: на расстоянии 0-2 км от завода составляют соответственно Cu валовая 110,0, подвижная 22,7 мг/кг; Zn – 197,3 и 46,01; Pb – 155,6 и 44,0 (2004 г.); Cu – 120,3 и 30,1; Zn – 214,4 и 42,7; Pb – 170,6 и 48,8 мг/кг (2005г). Из данных анализов следует, что в 2005 году количество ТМ в пробах почв несколько увеличено, особенно по свинцу, что можно объяснить увеличе-нием интенсивности автотранспорта в точках отбора проб.


177

На расстоянии 2-5 км от источника эмиссии, содержание ТМ в почвах не уменьшилось и составляет: Cu – валовая 116,3 , и подвижная 24,2; Zn – 206,0 и 48,8; Pb – 161,3 и 45,5 мг/кг (2004 г.); Cu – 117,8 и 25,0; Zn – 196,4 и 46,9; Pb – 168,3 и 43,9 мг/кг (2005 г.), что объяснимо присутст-вием выбросов других промышленных предприятий южного района города.

На расстоянии 5-7 км от источника эмиссии завода «Наирит» наблю-дается некоторое уменьшение содержания ТМ в почвах: Cu – валовая 107,4 и подвижная 21,6; Zn – 168,7 и 40,0; Pb – 146,2 и 42,4 мг/кг (2004 г.); Cu – 102,3 и 20,3; Zn – 127,8 и 37,6; Pb – 121,5 и 40,4 мг/кг (2005 г.). Уменьшение содержания ТМ связано с удалением эталонных участков от источников загрязнения завода «Наирит» и других промпредприятий южной зоны города.

Превышение содержания тяжелых металлов над контролем наблю-дается повсеместно во всей зоне техногенеза (табл. 2).

Таблица 2 Превышение содержания тяжелых металлов в почвах над контролем в зоне

техногенеза завода «Наирит» за период 2004-2005 годы

Расстояние в км

Формы

Превышение содержания ТМ над контролем

2004 год 2005 год

Cu Zn Pb Cu Zn Pb

0-2 Валовая 3,0 2,1 11,3 3,3 2,2 11,2 Подвижная 6,0 2,0 2,0 8,0 2,9 2,0



Таким образом, несмотря на то, что начиная с 1990 г. все промыш-ленные предприятия, попадающие в зону техногенного загрязнения завода «Наирит» до сих пор или не работают, или работают с небольшой мощ-ностью, загрязнение почв вокруг завода высокое и попадают в категорию сильного загрязнения.

Накопление ТМ в агрокультурах Резкое увеличение количества ТМ в агроэкоценозах приводит не

только к изменению в составе микроэлементов в растениях, но и к ряду


178

нарушений состояния и функций сельскохозяйственных культур. Агро-культуры, возделываемые в городе и его окрестности, находятся под сильным техногенным воздействием.

В течение 2004-2005 года в плодовых культурах и овощах определяли накопление ТМ – Cu, Zn, Pb, (плоды и листья).

Опыты показали, что содержание меди, цинка и свинца в образцах плодовых культур (виноград, персик, абрикос) на расстоянии 0-2 км и 2-5 км превышают данные контрольных участков и колеблются в пределах: Cu – лист min 3,0 max 4,8, плод 1,7-11,5, Zn лист 4,1-8,5, плод 1,6-10, Pb лист 12,8-28,0, плод 7,5-11,0. Больше всего превышение над контролем ТМ обнаружено в образцах плодов абрикоса (Cu в 11,5 раз, Zn в 10 раз, Pb в 11 раз). Большое количество тяжелых металлов в плодовых культурах можно объяснить опрыскиванием плодовых культур ядохимикатами.

Таблица 3 Превышение содержания ТМ над контролем в овощных культурах

зоны техногенеза завода «Наирит» (средние данные за 2005-2006 гг.)

Агрокультура Лист плода

Превышение содержания ТМ над контролем 0-2 км 2-5 км 5-7 км

Cu Zn Pb Cu Zn Pb Cu Zn Pb Кресс-салат Лист 5,8 2 3 4,7 1,7 2,4 3,1 1,1 1 Петрушка Лист 4,5 1,7 2,4 5,7 1,6 2,2 3,5 1,1 1,7 Базилик Лист 6,7 1,7 2,6 6,2 1,3 2,2 3,6 1,2 1,7 Кориандр Лист 7,0 1,7 2,8 6,0 1,4 2,7 3,4 11 2,0

Томат Лист 4,6 2,4 2,2 3,1 2,0 2,9 2,3 1,7 2,3 Плод 3,5 2,4 2,8 2,6 1,8 2,6 2,0 1,5 1,8

Перец Лист 4,1 2,6 3,3 2,7 2,5 2,7 2,3 1,9 2,4 Плод 3,3 2,2 2,3 2,5 2,5 1,8 2,5 1,6 2,2

Баклажан Лист 4,0 2,5 3,7 2,6 2,5 3,3 2,0 2,1 3,0 Плод 3,3 2,4 2,8 2,6 2,3 2,6 2,2 2,0 3,0

Из табл. 3 видно, что максимальное превышение по меди и свинцу

над контролем в листовых овощах обнаружено в базилике и кориандре (Cu в 6,7 и 7,0 раз; Pb в 2,6 и 2,8 раз). В томате и баклажане превышение по меди составляет – лист в 4,6 м 4,0 раза; плод – 3,5 и 3,3 раза. Больше всего свинца обнаружено в плодах томата и баклажана – в 3,5 и 3,3 раза (табл. 3).


179

Накопление хлорсодержащих соединений в агрокультурах Сельскохозяйственные культуры, произрастающие в зоне действия

хлорсодержащих промышленных выбросов завода «Наирит», накапливают большое количество хлора, содержание которого зависит от концентрации, продолжительности действия, климатических факторов и видового состава растений.

Сопротивляемость фруктовых деревьев и овощных культур имеет условную, т.е. местную, значимость и зависит от атмосферных выбросов, орошения, агротехники, удобрения.

В течение 2005-2006 гг. нами велись наблюдения по влиянию хлора на сельскохозяйственные культуры. Опытные участки были расположены на расстоянии от 0-2 км и 2-5 км от источника загрязнения в направлении розы ветров. Изучали из плодовых – виноградник, персик, абрикос; из овощных культур – кресс-салат, кориандр, базилик, петрушка, томат, перец, баклажан. Исследования показали, что виноградник, персик и абрикос, расположенные вокруг завода «Наирит» до 5 км, испытывают отрицатель-ное воздействие хлорсодержащих выбросов. Наблюдается хлороз на листьях, ранний листопад, подавление роста и развития, раннее старение, усыхание ветвей и суховершинность (табл. 4).

Таблица 4 Содержание хлора (%) в листовых овощах

в зоне техногенеза завода «Наирит» Агрокультуры Расстояние

в км Хлор %

2005 2006 Контроль

Кресс-салат 0-2 2,30 ± 0,10 2,00 ± 0,08 0,06 ± 0,03 2-5 1,50 ± 0,06 1,07 ± 0,04

Петрушка 0-2 2,10 ± 0,09 2,50 ± 0,12 0,07 ± 0,01 2-5 1,21 ± 0,05 1,12 ± 0,05

Базилик 0-2 2,80 ± 0,12 3,00 ± 0,14 0,08 ± 0,03 2-5 1,75 ± 0,08 1,80 ± 0,09

Кориандр 0-2 3,10 ± 0,13 2,94 ± 0,12 0,09 ± 0,03 2-5 2,00 ± 0,09 1,96 ± 0,08

Из табл. 4 видно, что листовые овощи накапливают огромное коли-

чество хлора, содержание которого колеблется в пределах 2,30-1,07 – кресс-


180

салат; 2,50-1,12 – петрушка; 3,00-1,75 – базилик; 3,10-1,96 – кориандр, что превышает контрольные данные и являются опасными для здоровья населе-ния и непригодны для употребления в пищу.

Таким образом, в результате научно-исследовательской работы было выявлено загрязнение почв в зоне техногенеза завода «Наирит», которое соответствует категории сильного загрязнения (40,7 валовая, 37,6 подвиж-ная форма). Обнаружено повышенное содержание тяжелых металлов (Cu, Zn, Pb) и хлорсодержащих соединений в овощных культурах, что делает их опасными в употреблении из-за несоответствия гигиеническим нормам, предъявляемым к пищевым продуктам растительного происхождения.

ВЛИЯНИЕ АНТРОПОГЕННОГО ФАКТОРА НА ФОРМИРОВАНИЕ

РАСТИТЕЛЬНЫХ СООБЩЕСТВ ПРИРОДНО-ИСТОРИЧЕСКОГО ПАРКА

«КУЗЬМИНКИ-ЛЮБЛИНО» И ЗАКАЗНИКА «ДОЛИНА РЕКИ СХОДНИ В КУРКИНО» Г. МОСКВА

Т.А. Трифонова, Е.П. Быкова, Н.П. Матекина, А.Ю. Буйволова


Laws of processes synanthropization natural vegetation of parks are studied. Change of a vegetative cover as a result of influence of the anthropogenous factor is shown. Deterioration of a condition of a vegetative cover of prirodno-historical park and a landscape wildlife preserve is revealed. It is recommended to keep and not to reduce the territory occupied with wood, and also to keep integrity of large forests.

Для оценки влияния антропогенного фактора на растительный

покров в природно-историческом парке «Кузьминки-Люблино» и заказнике «Долина реки Сходни в Куркино» были изучены закономерности процессов синантропизации естественной растительности данных парков. Формы проявления синантропизации весьма разнообразны. К ним относится внедрение в состав растительных сообществ синантропных видов растений, замена естественных коренных растительных сообществ производными и синантропными, уменьшение видового разнообразия, обеднение состава, упрощение структуры, снижение продуктивности и стабильности расти-тельных сообществ. Термин «синантропные растения» это виды, внедряю-щиеся в нарушаемые человеком фитоценозы или увеличивающие свое


181

обилие по мере нарастания антропогенных нагрузок. Среди синантропных видов следует различать виды местной флоры (апофиты) и инорайонные, пришлые или адвентивные растения (антропофиты).

На выбранных для исследования участках природно-исторического парка «Кузьминки-Люблино» и заказника «Долина реки Сходни в Куркино» были заложены пробные площадки для оценки изменения растительного покрова парков под антропогенным воздействием. Для того, чтобы оценить вклад синантропных видов в сложение проективного покры-тия на территориях исследуемых парков с наименьшей антропогенной нагрузкой, был применен метод учетных площадок (УП) с помощью рамки 100*100 см, разделенной на ячейки 10*10 см. На площадке отмечалось общее проективное покрытие, определялась площадь, занимаемая синан-тропными видами по отношению к общему проективному покрытию всех видов сообщества. Для оценки вклада синантропных видов в сложение надземной фитомассы для каждой группы растительных сообществ заложе-ны учетные площадки (УП) размером 100*100 см в 5-10-кратной повтор-ности, на которых определялся процентный уровнь синантропизации растительных сообществ. Травостой срезался на уровне почвы. Срезанные фракции разделялись на синантропный и несинантропный компонент, высушивались до воздушно-сухого состояния, и в последствии взвешива-лись в лабораторных условиях. Определялась доля массы синантропных растений в общей фитомассе сообщества.

По результатам оценки уровня синантропизации растительные сообщества подразделяются на естественные, синантропизированные и синантропные, при этом в синантропизированных выделяют слабо (доля синантропных видов от 11 до 30%), средне (от 31 до 50%,) и сильно (от 51 до 80%) синантропизированные сообщества. Синантропной растительность можно считать при уровне синантропизациивыше 80%. В данной работе при оценке уровня синантропизации растительных сообществ учитывались такие показатели, как количество видов на пробную площадь (видовое богатство), индекс синантропизации, индекс адвентизации, общее проективное покрытие, доля синантропных видов в общем проективном покрытии.

В природно-историческом парке «Кузьминки-Люблино» было заложено и описано 15 пробных площадок. Анализ описаний показал, что в природно-историческом парке «Кузьминки-Люблино» на пяти площадках


182

луга разнотравного было встречено 20 видов растений, 3 из которых являются синантропными. Общая доля участия синантропных виды менее 10%, следовательно растительное сообщество разнотравно-злаковый луг – естественное. Отметим, что пониженное видовое разнообразие, уменьше-ние общего проективного покрытия и появление синантропных видов наблюдается при приближении к местам вытаптывания (середина луга, где располагается небольшая волейбольная площадка).

В сосняке ландышевым природно-исторического парка «Кузьминки-Люблино» на пяти описываемых площадках было встречено 20 видов растений, из которых 1 вид является синантропным. Общая доля участия синантропных виды менее 5%, следовательно, мы можем отнести расти-тельное сообщество изучаемого сосняка ландышевого к естественному. Отметим появление синантропного вида вблизи зарастающей вырубки.

Следующая пробная площадка была заложена в березняке крупно-травном. На пяти описываемых площадках в березняке крупнотравном было встречено 30 видов растений, из которых 3 вида являются синантропными. Общая доля участия синантропных видов около 5%, следовательно, мы можем отнести растительное сообщество изучаемого березняка крупнотравного к естественному. Отметим появление синантроп-ных видов в местах наибольшей разреженности древостоя.

Также для оценки изменения растительного покрова парков под антропогенным воздействием были заложены пробные площадки в ландшафтном заказнике «Долина реки Сходни в Куркино».

На трех описываемых площадках разнотравного луга в заказнике «Долина реки Сходни в Куркино» нами было встречено 18 видов растений, 6 из которых являются синантропными. Общая доля участия синантропных видов около 27%, следовательно, мы можем отнести растительное сообщество разнотравно-злаковый луг к слабосинантропному. Синантроп-ные виды распределены по площади исследованного участка равномерно.

Следующая площадка находилась в ольшанике, возраст которого составлял 20-30 лет. Так как растительный покров здесь был выровнен, описана была одна площадка. На данной площадке естественный виды по проективному покрытию занимают 70%, синантропные – 30%. Данное растительное сообщество относится к средне синантропизированным.


183

Таблица 1 Степень синантропизации различных растительных ассоциаций

Природно-исторический парк «Кузьминки-Люблино» Название ассоцации

Естественные виды, %

Синантропные виды, %

Степень синантропизации

Разнотравно-злаковый луг

93 7 Естественная

Сосняк ландышевый


Березняк крупнотравный


Ландшафтный заказник «Долина реки Сходни в Куркино» Злаково-разно-травный луг

73 27 Слабо синантропизированная

Ольшаник 70 30 Средне синантропизированная

Таким образом, изменение растительного покрова в результате

воздействия антропогенного фактора характерно не только для территорий, подвергающихся значительному антропогенному прессингу, но и для заповедников. Для ООПТ, расположенных в черте города Москвы, данная проблема особенно актуальна. Среди антропогенных факторов здесь наиболее значимы рекреационные нагрузки. Степень синантропизации является основным критерием для оценки антропогенной деградации расти-тельных сообществ. В условиях ухудшающегося состояния растительного покрова природно-исторического парка «Кузьминки-Люблино» и ланд-шафтного заказника «Долина реки Сходни в Куркино» необходимо сохранять и ни в коем случае не уменьшать территорию, занятую лесом, а также сохранять целостность лесных массивов. Чем больше площадь, занятая растительным сообществом, находящимся в заповедном режиме, тем больше у него возможности противостоять воздействию антропоген-ных факторов. Исследования выполнены при поддержке РФФИ (проект №10-05-00647).


184

ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР И НАКОПЛЕНИЕ В НИХ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В УСЛОВИЯХ ЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОЧВ

С.А. Унанян, А.Л. Мкртчян, А.С. Унанян Научный центр почвоведения агрохимии и мелиорации имени Г.П. Петросяна,

г.Ереван, Армения The research experiment results show that under technogenesis conditions

restoration of polluted soil fertility with maximal crop yield and minimal HM uptake needs right combination of mineral fertilizers. The highest crop yield under technogenesis conditions has been observed at mineral fertilizer № 03 Roz Koz application dose.

Известно, что под воздействием техногенных выбросов, особенно

тяжелых металлов, в почвах меняется соотношение питательных элементов, что приводит к деградации почв и снижению урожайности сельхозкультур (Важенин И.Г., 1982; Унанян С.А., 2006).

В настоящее время проблема компенсации элементов питания чрез-вычайно актуальна и для Армении, особенно для почв техногенных зон.

С этой целью нами с 2009 по 2010 гг. были проведены вегетационные опыты на привозных сильнозагрязненных коричневых лесных остепненных почвax техногенеза Лорийского марза (с. Акора, содержание валовой Cu – 485-693, Pb – 326-401, Mо – 12-15 мг/кг, подвижных форм соответственно 92,0-96,0; 75,0-68,0; 0,5-3,2 мг/кг) с яровой пшеницей сорта «Галгалос». Испытывались различные дозы минеральных удобрений. Повторность опытов трехкратная. Вес почвы в сосуде – 6 кг, количество растений – 15 шт. Перед набивкой сосудов, из почвы удаляли крупные механические частицы (галька, щебень) и корневые остатки, после чего ее компости-ровали, вносили различные дозы минеральных удобрений и размещали в сосуды, поливали, затем проводили посев. Во избежание потерь ТМ во время полива, миграционные воды снова использовались для полива. В течение вегетации проводили фенологические наблюдения и параметричес-кие измерения. Уборка урожая изучаемых культур проводилась в фазе полной спелости. После этого из сосудов отделяли корневые остатки, очищали их, вымывали водой, ополаскивали дистиллированной водой,


185

высушивали и готовили к определению в них наличия тяжелых металлов по атомно-абсорбицонном методе на установке ААS-1.

Опыты закладывались по следующей схеме: 1. Контроль; 5. N01P01K03, г/кг; 2. N01P01K01, г/кг; 6. N02P02K02, г/кг; 3. N03P01K01, г/кг; 7. N03P03K03, г/кг; 4. N01P03K01, г/кг. Результаты опытов показали, что урожайность сельскохозяйственных

культур находится в прямой зависимости от количества внесенных удобре-ний. Так, при внесении различных сочетаний доз минеральных удобрений в коричневые лесные остепненные почвы урожайность яровой пшеницы колеблется в пределах от 11,9 до 32,3 г/с. По сравнению с соответствую-щими контрольными данными, урожайность изучаемых увеличилась на 2,6-23,0 г/с. Максимальное увеличение урожая яровой пшеницы наблюдается в варианте N03P03K03 г/кг, где прибавка урожая яровой пшеницы в зависи-мости от типа почв колеблется в пределах от 23,0 до 23,6 г/с.

Данные содержания тяжелых металлов в сельскохозяйственных культурах в условиях техногенеза при внесении различных сочетаний доз минеральных удобрений показали, что различные сочетания доз вносимых минеральных удобрений оказывают также большое влияние на регулиро-вание накопления ТМ в растениях. Так, при внесении удобрений в дозах N01P01K01 и N03P03K03 г/кг в коричневые лесные остепненные почвы, содержание Cu в зерне яровой пшеницы колеблется в пределах от 14,6 до 7,3 мг/кг, Pb – 12,1-5,0, Mо – 3,6-1,6 мг/кг, что по сравнению с контролем меньше соответственно на 2,3-9,6; 0,3-7,4; 0,4-2,4 мг/кг.

В регулировании накопления ТМ отличаются фосфор и калий, при внесении разных сочетаний доз которых наблюдается резкое снижение количества ТМ в растениях. Например, при внесении в коричневые лесные остепненные почвы варианта минеральных удобрений N01P03K01 г/кг содержание ТМ в зерне яровой пшеницы по сравнению с контролем меньше – Cu на 7,6, Pb – на 4,5 и Mо – на 2,0 мг/кг сухой массы. При внесении же высоких доз азота N03P01K01 г/кг, наоборот, наблюдается увеличение содержания токсикантов в зерне яровой пшеницы, которое составляет: Cu – 17,9, Pb – 15,4, Mо – 4,3 мг/кг, что по сравнению с вариантом N01P03K01 г/кг больше соответственно на 8,6; 7,5 и 2,3 мг/кг.


186

Максимальный положительный эффект в процессе регулирования накопления ТМ проявляется при внесении варианта N03P03K03 г/кг – содер-жание Cu в зерне пшеницы составляет 7,3, Pb – 5,0, Mо – 1,6 мг/кг, что по сравнению с контрольным вариантом меньше соответственно на 9,6; 7,4; 2,4 мг/кг.

В органах растений в условиях техногенеза наибольшее количество ТМ накапливается в корнях. Например, в условиях коричневых лесных остепненных почв, при внесении варианта N01P01K01 г/кг соотношение ТМ в органах яровой пшеницы Cu – 1:1,47; 1:5,13; 1:3,47, Pb – 1:1,90; 1:5,37; 1:2,83, Mо – 1:1,72; 1:3,14; 1:1,82. Аналогичное соотношение ТМ наблюда-ется и в других вариантах NPK.

Таким образом, для восстановления плодородия загрязненных почв, получения максимального урожая и минимального поглощения ТМ необхо-димо правильное сочетание минеральных удобрений. Наибольшая урожай-ность в условиях техногенеза отмечено при внесении минеральных удобрений в дозе N03P03K03 г/кг.


1. Важенин И.Г. Почва как активная система самоочищения от токси-ческого воздействия тяжелых металлов – ингредиентов техногенных выбросов // Химия в сельском хозяйстве.- 1982, № 3.- С. 3-8.

2. Унанян С.А. Степень загрязненности растительного покрова вред-ными выбросами Алавердского горно-металлургического комбината и ее влияние на урожайность сельскохозяйственных культур // Вестник МАНЭБ. – Санкт-Петербург, 2006. – Т. II, № 8. – С.81-84.

СОДЕРЖАНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВАХ ОКРЕСТНОСТЕЙ

АВТОМАГИСТРАЛИ ЕРЕВАН-ЕРАСХ С.А. Унанян, А.Л. Мкртчян Научный центр почвоведения, агрохимии и мелиорации им. Г.П. Петросяна

МСХ, г.Ереван, Армения

It has been ascertained, that the content of bulk and movable forms of HM in the soils within the area of Yerevan-Eraskh highway ranges between 82.6-54.6 and 21.6-8.4 mg/kg, correspondingly. The correlation between the content of heavy metals and


187

degree of remoteness from the road makes r = 0.72 for copper, r = 0.71 for lead, r =0.73 for zinc; and for movable ones: r = 0.76, r = 0.74, r = 0.73.

Heavy metal migration through the soil profile, under the same environmental conditions, depends on the soil cover pollution rate. The accumulation of heavy metals in the soils depends on the degree of remoteness from the road.

Охрана природной среды (почва, вода, воздух) от загрязнения

техногенными выбросами играет существенную роль в получении экологи-чески безопасной продукции, а следовательно, сохранении здоровья населения. Поскольку около 90% пищевых продуктов получается при возделывании сельскохозяйственных культур, то предотвращение загрязне-ния почвы различными химическими и токсическими веществами приобре-тает первостепенное значение.

Из загрязнителей почвы наиболее большую опасность представляют такие тяжелые металлы, как медь, свинец, цинк, кадмий, арсен и т.д. Высокие концентрации этих металлов имеют техногенное происхождение (автотранспорт, пестициды, минеральные удобрения, отходы горнодобы-вающей промышленности и т.д.) [1].

С целью изучения степени загрязненности почвенного покрова тяжелыми металлами и их миграции по его профилю нами проведены исследования почв окрестностей автомагистрали Ереван-Ерасх. Исследо-вания были проведены в 2009-2010 гг. в Научном центре почвоведения, агрохимии и мелиорации им. Г.П. Петросяна.

Смешанные почвенные образцы были взяты с 0-20 см глубины почвы вдоль автомагистрали Ереван-Ерасх на расстоянии 5, 10, 20, 40 и 60 км от г.Еревана. Каждый смешанный образец почвы состоит из пяти проб почвы, взятых методом «конверта» с участка площадью 1 га, а каждая из этих пяти проб взята из отдельных прикопок, сделанных по углам и в центре пробной площадки.

Миграция тяжелых металлов и их накопление исследовались в полевых условиях. С этой целью вдоль автомагистрали на расстоянии 5, 10 и 20 км от г. Еревана были заложены полуямы глубиной 60 см и взяты почвенные образцы с каждого 0-10 см слоя.


188

Содержание валовых форм тяжелых металлов определяли спектраль-

но-эмиссионным, а подвижных – атомно-абсорбциօнным методом на

установке AAS-1 [2 Иванов, Лернер, 1974]. Результаты исследований показали, что содержание валовых и

подвижных форм тяжелых металлов в почвах окрестностей автомагистрали колеблется в больших пределах в зависимости от удаленности от предвари-тельной точки (ГАИ Шенгавитского района г. Еревана). На предвари-тельной точке (50-500м) содержание валовых форм меди по контролю превышает в 1,83-1,64 раза, свинца – 1,49-1,19, цинка – 1,13-1,09 раза; подвижных форм – 3,37-1,93; 1,31-6,25; 3,80-2,19, соответственно. Макси-мальное содержание валовых и подвижных форм тяжелых металлов наблюдалось в предварительной точке на расстоянии 50 м от магистрали, которое по сравнению с содержанием тяжелых металлов на расстоянии 60 км от предварительной точки, превышает содержание меди в 1,55 и 2,57; свинца – 1,57 и 1,50; цинка – 1,37 и 2,45 раза. На расстоянии 10 км содержание валовых форм превышает контрольный вариант в 1,21 раза, подвижных – в 2,75 раза. По мере удаления от предварительной точки содержание тяжелых металлов в почвах окрестностей автомагистрали уменьшается. Так, на расстоянии 40 км от предварительной точки и на расстоянии 50 м от магистрали содержание валовой меди по сравнению с предварительной точкой меньше в 1,88, свинца – 1,15, цинка – 1,41 раза, а подвижных – 1,15; 1,38 и 1,55 раза, соответственно.

Исследованиями установлено, что накопление валовых и подвижных форм тяжелых металлов на различных расстояниях от автомагистрали разное. Так, например, содержание меди в почве предварительной точки на расстоянии 500 м от магистрали, по сравнению с содержанием на расстоя-нии 50 м от нее, превышает в 1,14-1,75; свинца – 2,32-2,41; цинка – 1,06-1,13 раза. Высокое накопление тяжелых металлов зафиксировано и на других расстояниях. Так, например, на расстоянии 20 км от предвари-тельной точки и на расстоянии 50 м от автомагистрали содержание валовой меди превышает ее содержание на расстоянии 500 м в 1,04; свинца – 1,52; цинка – 1,03 раза, подвижных – в 0,72; 3,26; 1,45 раза, соответственно.

Выявлено, что миграция тяжелых металлов зависит от степени загрязненности почвенного покрова. Так, например, на расстоянии 5 км от


189

г. Еревана в лугово-бурых орошаемых почвах содержание валовых и подвижных форм меди составляет 96,2 и 16,9; свинца – 51,8 и 19,3; цинка – 85,0 и 18,6 мг/кг. Миграция валовой меди наблюдалась от 20 до 40 см, свинца – 40-50 см, цинка – 20-30 см, подвижных – 30-40, 30-40, 20-30 см, соответственно, что и представляет большую опасность для загрязнения подземных и надземных вод.

В слабозагрязненных почвах (60 км) вдоль дороги Ереван-Ерасх, где количество валовых и подвижных форм меди в верхних слоях (0-10см) почвы составляет 65,8 и 9,9; свинца – 26,8-3,9; цинка – 65,4 и 6,2 мг/кг, миграция валовой меди наблюдается на глубине 10-20 см, свинца – 0-10, цинка – 10-20 см, подвижных: 23-30, 10-20 и 20-30 см, соответственно. Выявлена коррелятивная связь между содержанием тяжелых металлов и степенью отдаленности – для валовой меди r = 0,72, свинца – r = 0,71, цинка – r + 0,73; подвижных – r = 0,76; r = 0,74; r = 0,73, соответственно.

Таким образом, на основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

1. Содержание тяжелых металлов в почвах окрестностей автомагистрали Ереван-Ерасх уменьшается по мере удаления от г. Ереван.

2. Миграция тяжелых металлов по профилю почвы при одинаковых экологических условиях зависит от степени загрязненности почвен-ного покрова. Накопление тяжелых металлов в почвах окрестностей автомагистрали зависит от степени удаленности от нее.

3. Почвы распространенные в окрестносятях автомагистраля Ереван-Ерасх (50-500м) от дороги загрязнены тяжелыми металлами представ-ляют большую опасность для загрязнения надземных и подземных вод.

Список используемой литературы 1. Черников В.А., Чекерес А.Н. Агроэкология. – М.:«Колос», 2000. –

536с. 2. Иванов Д.Н., Лернер Л.А. Атомно-абсорбционный метод определе-

ния микроэлементов в почвах и растениях. – В кн.: Методы опреде-ления микроэлементов в почвах растениях и водах. – М.:«Колос», 1974. – С. 242-263.


190

ФЕРМЕНТАТИВНАЯ АКТИВНОСТЬ КАК ОДИН ИЗ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

ДИАГНОСТИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ

УРБОЛАНДШАФТОВ И.Д. Феоктистова Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых,

г.Владимир, Россия Показатели биологической активности почвы (состав и численность

разных групп биоты, их суммарная активность, интенсивность биохимичес-ких процессов, дыхание и т.д.) наиболее четко отражают степень нарушенности почв, так как живые организмы способны реагировать на весь комплекс негативных воздействий независимо от их природы.

Роль ферментов в почвенных процессах трудно переоценить, ведь они являются катализаторами биохимических превращений органических остатков и гумуса и тем самым участвуют в биохимических циклах углерода, азота, фосфора, серы и других элементов.

Обогащенность ферментами в значительной степени определяется генетическим типом почвы, при этом в верхних биогенных горизонтах активность ферментов максимальна, а вниз по профилю – в большинстве случаев снижается.

Интегральным показателем биологической активности почв и одним из главных критериев оценки плодородия является состояние ферментов цикла азота, поэтому нарушение его нормального баланса позволяет судить о процессах, протекающих в почве. Отдельные этапы цикла азота являются индикаторами загрязнения, другие свидетельствуют о процессах реминера-лизации почвы и ее самоочищении от загрязнителей и могут быть использованы при оценке почв в зоне деятельности промышленных предприятий, городов, рекреационных территорий, сельхозугодий и т.д.

Микроорганизмы очень чувствительны к смене условий почвенной среды, а всякие нарушения деятельности микрофлоры ведут к изменению почвообразовательных процессов.

При нарушении состояния почв происходит изменение показателей ферментативной активности почв. Ферменты (энзимы) – это продуцируе-мые микроорганизмами вещества, которые способны многократно (на порядки) ускорять химические реакции и обеспечивать большинство реакций обмена веществ [1]. Они характеризуют потенциальную биологи-ческую активность почв. Наиболее распространено определение гидролаз


191

(инвертаза, фосфатаза, уреаза, протеаза и др.) и оксидоредуктаз (каталаза, дегирогеназа, полифенолоксидаза и др.).

Загрязнение почв тяжелыми металлами нарушает важнейшие свойст-ва почв: их дыхание, аммонификацию, нитрификацию. Под влиянием металлов снижается способность почв фиксировать азот. По-разному протекают эти процессы в разных почвах. Устойчивость микробоценоза чернозема к загрязнению кадмием выше, чем серозема. В загрязненных металлами почвах снижается активность ферментов [2].

Специфические условия для микробиоценоза создаются в почвах, загрязненных нефтью. Летучие углеводороды нефти (толуол, бензол, ксилол) оказывают прямое токсическое действие на почвенные микроорга-низмы, но эффект их относительно краткосрочен. Более устойчивые фракции нефти поставляют дополнительное питание для микроорганизмов, способных окислять эти вещества [3]. Это создает стимулирующие условия для таких организмов, они активны в росте и в биохимических процессах трансформации органических веществ. На этом основаны методы очистки почв, загрязненных нефтью. Но при этом ослабляется ферментативная активность многих других видов микроорганизмов, так как тяжелые фракции нефти заполняют поры почвы, что ухудшает физические свойства почв, их водно-воздушный режим.

В основу работы положены данные, полученные за период 2002- 2009 гг. Задачи исследования: определение степени химического загрязне-ния трансформированных почв нефтепродуктами и изучение микробио-логической активности почв по ферментативной активности уреазы.

Объектами исследования служили почвы г. Владимира в местах расположения автозаправочных станций на магистральных потоках города Владимира и федеральной трассе Москва-Казань, а также территорий находящихся под воздействием промышленных предприятий. В качестве контрольного опыта была использована огородная почва в экологически чистом районе. Анализировались верхние горизонты (1-ый слой – 0-10 см и 2-ой – 10-20 см).

Активность уреазы в исследованных почвах была неодинакова: при слабом загрязнении почвы нефтепродуктами ее активность была минимальной, причем в некоторых случаях она оставалась неизменной в течение 9 часов; при среднем – скорость разложения мочевины была высокой, а при высоком загрязнении (более 2 мг/г) – происходило постепенное снижение активности уреазы.


192

По полученным данным произведен расчет рН на ед. времени (ч) изменения уреазной активности и расчет медианы, которая составила 1,7.

Состояние микроорганизмов в нарушенных почвах может служить индикатором степени загрязнения почв. Но и сами микроорганизмы могут включать эти вещества в циклы их трансформации, что особенно важно для ксенобиотиков, т.е. веществ, несвойственных природе (пестициды, детерге-нты).

В разных почвах эффект деградации микробиологических процессов различен. Микробиологическое состояние почв является индикатором, с одной стороны, нарушений, произошедших в загрязненных почвах, с другой стороны, показателем способности почв к реабилитации [4].

Деградация почвы сопровождается снижением ее биологической активности, и ферменты, как показали многочисленные исследования, являются надежным индикатором этого явления. При этом ферменты проявляют специфическую реакцию на тот или иной вид деградации почвы. Так, загрязнение почвы ТМ, нефтепродуктами в значительной степени снижает активность каталазы, в то время как инвертаза и дегидрогеназа довольно слабо реагируют на нефтезагрязнение.

Определение активности фермента уреазы может использоваться для вопросов практической экологии: при интегральной оценке состояния почв, прогнозировании антропогенного воздействия на окружающую среду и экологическом нормировании.

Список используемой литературы 1. Аммосова Я.М., Галев М.Ю. Влияние на спектральную отражатель-

ную способность дерново-подзолистых почв // Почвоведение. 1998. №3. – С.31-34.

2. Левин С.В., Гузеев В.С., Асеева И.В. и др. Тяжелые металлы как фактор антропогенного воздействия на почвенную микробиоту. Микроорганизмы и охрана почв. – М.: Изд-во МГУ, 1989. – С.3-46.

3. Халимов Э.М., Левин С.В., Гузеев В.С. Экологические и микробио-логические аспекты повреждающего действия нефти на свойства поч-вы. //Вестн. Моск. Ун-та. Сер. 17, Почвоведение. 1996. №2. – С.59-64.

4. Евдокимова Г.А. Эколого-микробиологические основы охраны почв Крайнего Севера. Апатиты: Кольск. научн. Центр РАН, 1995. – 272с.


СЕКЦИЯ 3. ОЦЕНКА РИСКОВ НЕГАТИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ И ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ

193


БИОЛОГИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ САЛЬМОНЕЛЛ БРЮШНОГО ТИФА К АНТИБИОТИКАМ

Dr. Said Nedal Департамент мониторинга качества воды, Алеппо, Сирия

Было исследовано 20 штаммов сальмонелл брюшного тифа. Изучена

чувствительность этих изолятов по отношению к различным антибиотикам, используя несколько методов для определения устойчивости сальмонелл к антибиотикам.

Установлено, что штаммы сальмонеллы являются высоко чувствительны-ми к антибиотикам: Pefloxacin, Amikacin, Cephradine, Nalidixic acid, Norfloxacin.

Средняя чувствительность была к следующим антибиотикам: Erythromycin, Carbencillin, Rifampin.

Устойчивость была к следующим антибиотикам: Cefaclor, Clindamycin, Nitrofurantion, Tetracycline, Cefotaxime, Kanamycine, Cephalothin, Pipemidic acid, Gentamycine, Ceftriaxone, Penicilline G.

Введение

Сальмонеллы – это подвижные (за исключением двух разновид-ностей S. gallinarum и S. pullorum), грамотрицательные аэробы, не образующие спор и капсул, растущие при температуре от +35 до +37°С, но способные выживать даже при +7 - +45°C. Принадлежат к роду Salmonella, семейству Enterobacteriaсea.

Сальмонеллы довольно устойчивы к окружающим условиям. Так, в воде открытых пресных водоемов эти микроорганизмы сохраняются от 11 до 120 дней, в морской воде – до месяца, в водопроводной и сточной воде – несколько месяцев. В почве бактерии рода Salmonella выживают в течение 5 месяцев, в комнатной пыли – до 3-х месяцев, в навозе, фекалиях – месяцы и даже годы.

Среди обширного семейства Salmonella имеются две разновидности, к которым не восприимчивы животные, но которые наиболее опасны для


194

человека. К ним относятся Salmonella typhi и Salmonella paratyphi. Эти бактерии вызывают септицемию, связанную с последующей инфекцией практически всех органов, у заболевшего человека развивается брюшной тиф или тифоподобное лихорадочное состояние (паратиф).

Люди заражаются сальмонеллезом при употреблении продуктов питания, обсемененных сальмонеллами в процессе их получения, перера-ботки, транспортировки или реализации, и не прошедших достаточную кулинарную обработку, а также хранившихся с нарушением установленных режимов. Возможно заражение через предметы бытовой и производствен-ной обстановки, а также через воду. Больной человек и бактерионоситель также могут быть источником инфекции.

По оценкам FDA(U.S. Food & Drug Administration) – Управления по Пищевым Продуктам и Лекарствам США – ежегодно в США отмечается от 2 до 4 миллионов случаев сальмонеллеза.

Известны штаммы сальмонелл, отличающиеся высокой устойчи-востью к антибиотикам и физико-химическим факторам среды. Цель исследования

Основная цель – изучение устойчивости к антибиотикам сальмонелл брюшного тифа.

Широкое использование и антибиотиков при лечении бактериальных инфекций привело к появлению штаммов, устойчивых к антибиотикам, что требует поиска новых антибиотиков с более широким спектром действия.

Исследование направлено на изучение влияния большого количества антибиотиков на бактерии сальмонелл, чтобы выбрать наиболее эффектив-ные из них, которые будут использоваться в лечении инфекций, вызывае-мых этими бактериями. Материалы исследования и методы

1) Источник образцов: Разные штаммы сальмонелл были получены из лаборатории Алеппо

университетской больницы и частных лабораторий в городе Алеппо. Эти бактерии были выделены в чистых культурах в лаборатории микробиоло-гии исследовательского центра по борьбе с загрязнением воды в городе Алеппо.

2) Используемые антибиотики:


195

Для определения чувствительности бактерий к антибиотикам был использован метод дисков, пропитанных соответствующими антибиоти-ками.

Использовались следующие антибиотики: Erythromycin 30 Kanamycine 30 Ceftriaxone 30 Cephalothin 30 Penicilline G5 Cephradine 30 Cefaclor 30 Pipemidic acid 20 Tetracycline 30 Nalidixic acid 30 Pefloxacin 5 Clindamycin 2 Gentamycine 10 Nitrofurantion 300 Amikacin 30 Carbencillin 100 Cefotaxime 30 Norfloxacin 10 Rifampin 5 3) Питательные среды: Для выделения бактерий и изучения их чувствительности или

устойчивости к антибиотикам использовали: Salmonella-Shigella Agar (SS Agar), Mac Conkey Agar.

4) Изоляция штаммов сальмонеллы: Полученные 20 изолятов бактерий сальмонеллы, были выделены в

зависимости от их морфологических характеристик на среде SS агар. Колонии бактерий имели розовый цвет после 24 часов с момента посева. Через 48 часов в центре колонии появлялись черные пятна из-за выделения сероводорода. Результаты и обсуждение

Было исследовано 20 штаммов бактерий сальмонелл, выделенных из патологических образцов. 19 типов антибиотиков в виде дисков, пропитан-ных эффективной концентрацией антибиотиков были протестированы на всех штаммах. По диаметру зоны отсутствия роста (Growth inhibition zone) можно определить минимальные ингибирующие концентрации каждого антибиотика для роста бактерий.

Результаты представлены в табл. 1, 2, 3.


196

Таблица 1 Диаметр зоны отсутствия роста в мм Изоляты салмонеллы

Антибиотики S10 S9 S8 S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1

9 9 9 8.6 8.6 9 8.6 9 9 9 Erythromycin 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Ceftriaxone 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Penicilline G 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Cefaclor 8 8 8 8 8.2 8 8 8 8.2 8 Tetracycline

16 16 16 16.2 16.2 16 16 16 16 16.2 Pefloxacin 8 7.8 8.2 8 8 8 7.8 8.2 8 8 Gentamycine

27 27 27 27 27 27 27.5 27 27 27 Amikacin 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8.2 Cefotaxime

10 10 10 10 10 10 10 10 10 10.3 Rifampin 9 9 8.7 8.7 8.7 9 8.7 9 9 8.7 Kanamycine 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Cephalothin

21.2 21 21 21 21 21 21.2 21 21 21 Cephradine 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Pipemidic acid

22.3 21.8 22.3 22 22 22 22 22 22 22 Nalidixic acid 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Clindamycin 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Nitrofurantion

14.1 14 14 14 13.6 14.1 14 14 14 14 Carbencillin 22 22.1 22 22 22.1 22 21.8 22.1 21.8 22 Norfloxacin

Таблица 2

Диаметр зоны отсутствия роста в мм Изоляты салмонеллы


9 9 9 9 9 9 9 9.4 8.6 9 Erythromycin 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Ceftriaxone 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Penicilline G 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Cefaclor 8 8 8 8.2 8 8 8 8 8 7.8 Tetracycline

16 16 16.2 16 16 16 16 16 16 16 Pefloxacin 8 8 8 8.2 8 7.8 8 8.2 8 8 Gentamycine

27 27 27 27 27 27 27 27 27 27 Amikacin 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8.2 Cefotaxime

10 10 10 10 10 10 10 10.3 10 10 Rifampin 8.7 9 9 8.7 8.7 9 9 8.7 9 8.7 Kanamycine 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Cephalothin

21 21 21 21 21 21 21.2 21 21 21 Cephradine


197

Окончание табл. 2 Изоляты салмонеллы


0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Pipemidic acid 22 22 22 22 22 22.3 22 22 22 22 Nalidixic acid 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Clindamycin 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Nitrofurantion

14 14 14 14 14 13.6 14 13.6 14 14.1 Carbencillin 21.8 21.8 21.8 22 22 22 22 22 22.1 21 Norfloxacin

Таблица 3

Результаты чувствительности и устойчивости штаммов к антибиотикам методом дисков, пропитанных антибиотиками

Процент сопротивления

Оценка чувствительности Антибиотики Средняя

чувствительность Чувствительный

0% 0% 100% Norfloxacin 0% 0% 100% Nalidixic acid 0% 0% 100% Amikacin 0% 0% 100% Pefloxacin 0% 0% 100% Cephradine 0% 100% 0% Erythromycin 0% 100% 0% Carbencillin 0% 100% 0% Rifampin

100% 0% 0% Cefaclor 100% 0% 0% Clindamycin 100% 0% 0% Nitrofurantion 100% 0% 0% Tetracycline 100% 0% 0% Cefotaxime 100% 0% 0% Kanamycine 100% 0% 0% Cephalothin 100% 0% 0% Pipemidic acid 100% 0% 0% Gentamycine 100% 0% 0% Ceftriaxone 100% 0% 0% Penicilline G

Результаты исследования показали воздействие антибиотиков на

изоляты сальмонелл (табл. 3). Высокую чувствительность 100% изоляты показали по отношению к следующим антибиотикам: Pefloxacin, Amikacin, Cephradine, Nalidixic acid, Nor floxacin.


198

Средняя чувствительность к следующим антибиотикам: Erythromycin, Carbencillin, Rifampin.

Устойчивость была к следующим антибиотикам: Cefaclor, Clindamycin, Nitrofurantion, Tetracyclin, Cefotaxime, Kanamycine, Cphalothin, Pipemidic acid, Gentamycine, Ceftriaxone, Penicilline G.

В исследовании, проведенном Busani и его коллегами в 2004 году по целому ряду серотипов различных штаммов Typhimurium, Enteritidis, Infantis, выделенных из организма человека, животных и продуктов питания, было установлено, что все изоляты чувствительны к антибиотикам Ciprofloxacin, Cefotaxime, в то время как большинство изолятов были устойчивы ко многим антибиотикам, таким как Trimethoprim-Sulphamethoxazole и, в частности изоляты, полученные от животных, где устойчивость была больше, чем у выделенных из человеческого тела.

Как показало исследование, проведенное в Тайване, сальмонеллы устойчивы к ципрофлоксацину. Процент устойчивости менялся в зависи-мости от места сбора образцов. Заключение

Исследования по изучению чувствительности бактерий к антибио-тикам имеют большое значение в связи с быстрым изменением чувствительности бактерий к ним. Необходимо выбирать наиболее эффек-тивные антибиотики, чтобы предотвращать появление устойчивых видов микроорганизмов. Использовать антибиотики следует с осторожностью, чтобы избежать появления резистентных штаммов.

Результаты исследования чувствительности и устойчивости бактерий к антибиотикам необходимо сообщать врачам, чтобы лечение с помощью антибиотиков было эффективным и чтобы избежать побочных действий.

WASTE IN FRANCE: NEW DATA Kergaravat Olga

ADEME (French Environment and Energy Management Agency), France

Waste Policy in France: Grenelle objective The Grenelle environmental forum held in France in 2007. This Forum

sets quantitative targets for waste management in France:


199

− reduce municipal solid waste by a total of 7% per capita over the next five years;

− increase organic waste recycling and material recovery, to achieve a recycling rate of 35% by 2012 and 45% by 2015 for municipal solid waste (compared to 24% in 2004); the recycling rate should attain 75% for household packaging waste and ordinary business/commercial waste by 2012 (excluding construction and public works, agriculture, the food processing industry and specific activities).

In parallel, the amount of waste destined for incineration or landfill must be reduced, to conserve resources and avoid pollution. The aim is to achieve a 15% reduction by 2012.

Composition of the waste Having a clear idea of the composition of the waste generated by the

population is essential when organising prevention, collection and treatment. ADEME (the French environment and energy management agency) has developed a reference method that has been exported to Europe.

A national waste characterisation survey was carried out in 2008 (using the MODECOM method), and the results published in 2009. One hundred municipalities were selected at random. Four 50 kg samples were collected from each and for each type of collection system. The waste was collected in two containers: one for household waste and other for waste from economic activities. The sampled of residual household waste were dried, screened and then sorted into 13 categories and 39 sub-categories. For the material from selective sorting, the samples were just screened and then sorted.

The results of this French definition campaign revealed a significant increase in sanitary textiles (disposable nappies, etc.) in household waste. Sort-at-source collection has resulted in 50 % of newspapers, magazines, journals and packing being recovered. More progress needs to be made with glass sorting.

A new waste strategy to strengthen prevention A significant volume of waste could be subject to prevention plans: 39 %

of all household waste could be avoided through simple preventive practices, i.e. 150 kilos par capita per year. As the key player in the Grenelle Waste Plan, ADEME is enhancing its waste prevention initiatives. To make this goal a reality in the field, it supports local authorities in preparing and coordinating prevention plans and programmes and in implementing incentive charges.


200

Waste data The ADEME survey “Waste collection by public services in France” was

conducted for the third time in 2009 (before in 2005 and 2007). A survey of all the municipalities in France shows that 37.9 million tonnes of household and assimilated waste were collected in France in 2009 (that is 588 kg/capita/year). This quantity contains residual household waste, glass, dry materials, biowaste and green waste, bulky items and waste from drop-off centres, generated by households and businesses and collected under the same conditions by public services.

Residual household waste (299 kilos par capita per year) represented more than half the total waste collection in 2007. Drop-off centres were the second-ranking mode of collection, with 184 kilos par capita per year. The creation of new drop-off centres has slowed down considerably since 2006, as these facilities now cover nearly all of the national territory (96 %). 66 % of waste drop-off centres accept waste from businesses.

37 % of household and assimilated waste is recycled (materials recovery and biological treatment) and 33 % is processed for energy recovery.

Extended Producer Responsibility Various industrial chains for waste collection and treatment are currently

in place or being set up, in particular to comply with the principles of Extended Producer Responsibility. One of the most emblematic example of waste covered by Extended Producer Responsibility is collection of waste electrical and electronic equipment (WEEE). Organised WEEE collection has risen sharply since 2006, with the start-up of this treatment chain in late 2006. In 2009, 0.39 million tonnes of WEEE were separately collected by local authorities, distributors, community solidarity enterprises and the producers themselves (source: WEEE register managed by ADEME). On average, 5.8 per capita of household WEEE were collected in 2009. A further increase in WEEE tonnages collected can be expected due to better coverage of the French population.

Waste results of 2009 show that despite steady population growth the amount of waste generated by households appears to be stabilised, after years of constant growth. Changes in lifestyles, food habits and consumption, and population growth have a strong impact on the amount of waste produced each day. Waste management represents multiple challenges today: 1. financial, due to escalating waste management costs, and 2. environmental, due to the risk of shortage of waste treatment facilities in the medium term.


201

ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМАЯ НАГРУЗКА В СИСТЕМЕ «ГАЛЬВАНОШЛАМ –

ПОЧВА – ЛУГОВАЯ РАСТИТЕЛЬНОСТЬ» Е.Ю. Алхутова1, Т.А. Трифонова2 1Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых,

г.Владимир, Россия 2МГУ им. Ломоносова, г.Москва, Россия

The influence of metal-contaning wastes on agrochemical and microbiological properties of soil, on quantitative and species composition of the meadow phytocenosis was studies in the field experiment. The method of estimate of maximum permissible loading in the system “metal-contaning wastes – soil – meadow vegetation” was developed according to the results of the research.

В связи с возрастающим поступлением тяжелых металлов (ТМ) в почву возникла необходимость нормирования их содержания, т.е. установ-ления пределов, сверх которых загрязнение недопустимо. В настоящее время существует два подхода к решению данного вопроса: нормирование содержания ТМ в почве и нормирование реакции почвы на загрязнение. Примером первого похода служит санитарно-гигиеническое нормирование, в основе которого лежат значения предельно допустимых концентраций. Система санитарно-гигиенических нормативов имеет большое прикладное значение в нашей стране, однако, многие ученые сходятся во мнении, что эта система имеет ряд существенных недостатков [4, 7, 11].

В последнее время в подходах к нормированию содержания загрязняющих веществ в почве все большее распространение получает экосистемная направленность. Если необходимо сохранить полноценное выполнение почвой своих экологических функций, т.е. рассматривать ее как компонент биогеоценоза, то, очевидно, что нормирование загрязнения следует проводить по степени нарушения этих функций. В таком случае наиболее адекватно задачам экологического нормирования отвечает нахож-дение предельно допустимых нагрузок на основе анализа зависимостей «доза – эффект» [2]. Поэтому в настоящее время весьма актуальным является поиск показателей эколого-биологического состояния почвы, которые, выступая в качестве «эффекта», объективно отразят ее реакцию на загрязнение. При этом особое внимание следует уделять однозначному определению нагрузок, рассчитанных на основе эколого-биологических показателей состояния почвы.


202

Целью данной работы явилось определение предельно допустимой техногенной нагрузки на почву, загрязненную соединениями тяжелых металлов, на основе анализа зависимости «доза металлов – фитомасса лугового фиоценоза».

Объекты и методы исследования. Для расчета предельно допустимой нагрузки на почву через урожайность растительного сообщества мы предлагаем оценивать изменение фитомассы растений как ответную реакцию на комплекс физико-химических, биохимических и микробиологических изменений, произошедших в почве под воздействием тяжелых металлов.

Исследования проводились на неиспользуемом в хозяйственной деятельности суходольном луге, на котором были заложены четыре участка прямоугольной формы площадью 27,5 м2 каждый, расстояние между участками составляло 5-8 м. ТМ были внесены на участки осенью 2006 г. в составе промышленного отхода – гальваношлама, в составе которого присутствовали цинк, железо, никель, медь и кадмий. Дозы гальваношлама на участках №1, №2, №3 и №4 составляли 0.0; 2.3; 3.5; 4.7 кг/м2 соответственно.

Отбор и анализ проб почвы проводили в период с 2006 по 2008 гг. Определение агрохимических показателей проводили общепринятыми методами. Целлюлозолитическую активность определяли аппликационным методом [1]. Определение валового содержания ТМ проводили рентгено-спектральным флуоресцентным методом на приборе Spectroscan-МАКС.

Наблюдения за растительным сообществом проводили на четырех описанных выше участках суходольного временно избыточно увлажнен-ного луга. Количественный и видовой состав фитоценоза изучали в период с 2006 по 2007 гг., исследования выполнялись в середине августа. Учет урожая проводили укосным методом, травостой скашивали на высоте 3-5 см. Скошенные растения разбирали по видам и взвешивали в воздушно-сухом состоянии.

Результаты экспериментов обрабатывались с помощью пакета программ Excel, Statistica и Mathcad.

Результаты и обсуждение Агрохимические и микробиологические показатели почвы при

различных уровнях загрязнения. Мощность гумусового горизонта почвы, исследуемой в полевом опыте, достигала 13 см, содержание гумуса в нем в


203

2006 г. составило 1.31%. Внесение ТМ на участки не оказало существен-ного влияния на содержание гумуса в почве. Достоверного изменения этого показателя в 2008 г. отмечено не было (табл. 1).

Таблица 1 Агрохимические показатели почвы при различных уровнях загрязнения в

2007-2008 гг. (горизонт А1) Доза гальваношлама,

кг/м2 Гумус, % рНН2О К2О, мг/100 г

2007 г. 2008 г. 2007 г. 2006 г. 2008 г. 0,0 (участок №1) 1,28±0,23 1,30±0,24 6,81±0,37 5.8±0.9 5.3±0.8 2,3 (участок №2) 1,27±0,23 1,30±0,24 6,45±0,27 5.7±0.9 4.5±0.7 3,5 (участок №3) 1,33±0,25 1,19±0,14 5,94±0,22 6.0±0.9 3.1±0.5 4,7 (участок №4) 1,28±0,22 1,08±0,17 5,72±0,20 5.7±0.9 3.3±0.5

± – границы доверительного интервала среднего арифметического для двусторон-ней доверительной вероятности P = 0,95.

В 2006 г. реакция почвы колебалась по профилю от нейтральной до сильнокислой (рН изменялся от 6,22 до 4,37). Внесение в почву ТМ вызвало изменение щелочно-кислотных условий среды. Данные табл. 1 свидетель-ствуют о закономерном снижении рН почвы участков в градиенте загрязнения. Вероятно, это является следствием двух параллельно проте-кающих процессов: стимуляцией ТМ жизнедеятельности микроорганизмов, чьи метаболиты способны существенно влиять на щелочно-кислотные условия среды [5, 9]. Кроме того, наблюдаемое снижение рН почвы могло реализоваться вследствие гидролиза присутствующих в гальваношламе некоторых количеств солей ТМ.

Гумусовый горизонт характеризовался очень низким содержанием калия – 5.8 мг/100 г (2006 г.). В градиенте токсической нагрузки возрастали потери калия из гумусового горизонта почвы (табл. 1). Это можно объяснить тем, что с увеличением кислотности почвенного раствора почвенно-поглощающий комплекс насыщался подвижными ионами водорода и алюминия, которые не могли вытесняться ионами калия [6].

Результаты опыта по определению целлюлозолитической активности свидетельствуют о том, что в условиях дефицита микроэлементов в дерново-подзолистой почве техногенный привнос ТМ мог вызвать стиму-ляцию микроорганизмов, расщепляющих клетчатку (рис. 1). Подобная


204

стимуляция целлюлозолитической активности почвы в присутствии высоких доз ТМ отмечена в работах ряда авторов [3, 5, 10].

11,3

16,5 15,9

8,2

7,1

12,5

8,8

11,4

4,05,06,07,08,09,0

10,011,012,013,014,015,016,017,018,019,0

0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0доза гальваношлама, кг/м2

Цел

люло

золи

тиче

ская

акт

ивно

сть,

%

Рис. 1. Влияние тяжелых металлов на целлюлозолитическую активность почвы

Описанное выше снижение pH почвы в градиенте токсической нагрузки могло реализоваться из-за избыточного поступления в почвенный раствор органических кислот, являющихся продуктами расщепления клетчатки. Для подтверждения данной гипотезы была определена активная кислотность почвы, отобранной из чашек Петри после окончания опыта по определению целлюлозолитической активности. Результаты эксперимента подтвердили выдвинутое предположение (рис. 2).

6,17

5,74

5,03

5,25

4,5

4,7

4,9

5,1

5,3

5,5

5,7

5,9

6,1

6,3

6,5

0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0

доза гальваношлама, кг/м2

рН

Рис. 2. Активная кислотность дерново-подзолистой почвы, отобранной из чашек Петри после окончания опыта по определению целлюлозолитической активности


205

Содержание ТМ в почве при различных дозах гальваношлама. Уровень загрязнения исходной почвы и почвы, загрязненной ТМ оценивали на основе суммарного коэффициента техногенного загрязнения (Zс).

Внесение гальваношлама на опытные участки в дозах, соответствую-щих схеме опыта, привело к существенному росту концентраций ТМ в корнеобитаемом слое почвы. Низкий уровень загрязнения исходной почвы после внесения даже минимальной дозы отхода значительно повысился и стал характеризоваться как «очень высокий». К 2008 г. было отмечено снижение уровня загрязнения почвы вследствие вымывания ТМ из гумусового горизонта, но он по-прежнему характеризовался как «очень высокий» и «высокий» (рис. 3).

10,091

188,720

281,293

377,086

153,327

95,082

56,392

9,823

0,0

50,0

100,0

150,0

200,0

250,0

300,0

350,0

400,0

0,00 2,30 3,50 4,70

доза гальваношлама, кг/м2

Zc 12

Рис. 3. Суммарный показатель техногенного загрязнения гумусового горизонта

почвы участков (1 – 2007 г., 2 – 2008 г.)

Количественный и видовой состав травостоя суходольного луга при различных уровнях загрязнения. В 2006 г. растительность всех четырех участков была представлена козлобородниково-ежово-бодячным фитоцено-зом. Всего на участках было зарегистрировано 29 видов высших растений. Господствующее положение на участках занимал Cirsium arvense, его доля составляла от 21.39 до 23.86% общей фитомассы сообщества. К числу содоминантов относились Tragopogon pratensis (14.6 – 16.91%) и Dactylis glomerata (15.6 – 17.57%). Урожайность участков составила от 464.72 до 501.34 г/м2 (фитомасса указана в воздушно-сухом состоянии).


206

В 2007 г. реакция фитоценоза на воздействие ТМ проявилась в изменении его структуры доминирования, снижении обилия видов и их фитомассы. Полученная в полевом исследовании зависимость фитомассы лугового сообщества от уровня загрязнения почвы имела форму S-образной кривой и описывалась уравнением логистической регрессии (рис. 4).

Рис. 4. Динамика фитомассы растительного сообщества в зависимости от дозы

гальваношлама, внесенной в почву (кривая «доза – эффект»)

Растения изучаемого фитоценоза под воздействием неблагоприятных условий среды в разной степени снижали фитомассу. Наиболее существен-ное снижение фитомассы было отмечено у растений, основная масса корней которых расположена в верхнем слое почвы, характеризующемся в 2007 г. низким запасом влаги и высоким уровнем загрязнения. В градиенте загрязнения происходила смена содоминантов сообщества: фитомасса Dactylis glomerata с повышением уровня загрязнения ощутимо снижалась, и на смену ей на загрязненных участках пришли Artemisia vulgarus и Rumex confertus.

Модель формирования экотоксичности в дерново-подзолистой почве под луговой растительностью. По результатам проведенных исследований предложена модель формирования экотоксичности в изучаемой системе «дерново-подзолистая почва – луговая растительность». Данная модель включает следующие стадии: 1) выщелачивание ТМ из гальваношлама и их миграция по профилю почвы; 2) стимуляция тяжелыми металлами микро-организмов, расщепляющих клетчатку; 3) накопление в почве продуктов расщепления клетчатки (органических кислот); 4) вымывание из гумусо-вого горизонта почвы макроэлементов и комплексных соединений ТМ с


207

кислыми органическими продуктами; 5) снижение урожая луговой растительности и изменение ее видового состава; 6) снижение количества клетчатки, поступающей в почву.

Результаты описанных выше исследований свидетельствуют о том, что, во-первых, зависимость фитомассы растений от уровня загрязнения почвы нелинейна, а во-вторых, фитомасса растительного сообщества может служить показателем эколого-биологического состояния почвы, интеграль-но отражающим ее реакцию на загрязнение. Поэтому фитомассу растений можно использовать для оценки предельно допустимой нагрузки на почву.

Расчет предельно допустимой нагрузки на почву, загрязненную ТМ. Для оценки предельно допустимой нагрузки было проведено моделиро-вание динамики фитомассы сообщества в зависимости от содержания в почве ТМ (рис. 4).

В модели нами предлагается приводить дозу гальваношламак цинку:

∑=

××=n

i

ii ОДКОДКCmМ

1 11000 , где М – доза гальваношлама, приведенная к цинку, г/м2, m – доза гальваношлама, внесенная в почву, кг/м2, Сi – содержание i-го металла в гальваношламе, мг/кг, ОДКi – ориентировочно допустимая концентрация i-го металла в почве, мг/кг, ОДК1 – ориентировочно допустимая концентрация цинка в почве, мг/кг. Приведение дозы гальваношлама к цинку обусловлено, во-первых,

тем, что операции цинкования являются наиболее распространенными в машино- и приборостроительном производстве (в исследуемом шламе цинк преобладал по содержанию), во-вторых, цинк характеризуется высокой способностью мигрировать по профилю почвы и биофильностью.

В проведенном исследовании зависимость «доза – эффект» для воздействия ТМ на фитомассу лугового фитоценоза характеризовалась логистической регрессией, которая относится к классу экспоненциальных распределений, описываемых единой аналитической моделью [8]. Приме-нительно к фитомассе растительного сообщества (Ф) единая аналитическая модель выглядит следующим образом:

−−⋅=

α

BMM

AФ Цexp


208

где A – коэффициент, характеризующий максимальное значение, которое может принимать фитомасса сообщества, B – коэффициент, характеризующий ширину размаха кривой относительно центра Mц – т.е. оптимальной дозы гальваношлама. Предельно допустимую дозу гальваношлама для острого экотокси-

ческого процесса (Mmax) определяли как верхнюю границу энтропийного интервала неопределенности:

Мmax =Мц+ Δ Величину Mmax можно рассматривать как предельный показатель

зоны стресса для рассматриваемого растительного сообщества. В случае, если величина техногенной нагрузки превысит предельно допустимую, экосистема окажется в зоне гибели. Расчеты показали, что критическая доза гальваношлама Mmax, приведенная к цинку, вычисленная с использованием энтропийного интервала неопределенности, составляет 1207 г/м2. Такой дозе гальваношлама соответствует фитомасса сообщества, равная 61.569 г/м2 (14.4% от фитомассы сообщества на контрольном варианте опыта). Следовательно, снижение фитомассы сообщества более чем на 85.6% относительно контрольного варианта опыта свидетельствует о том, что в фитоценозе происходят существенные изменения.

Результаты моделирования подтверждаются опытными данными. Действительно, на участке №4 приведенная доза гальваношлама составила 1230 г/м2, что выше критического значения, а фитомасса сообщества на данном участке была снижена на 87.2%. Участок №4 резко выделялся на фоне луга, его растительный покров был скудным, проективное покрытие составляло лишь 15%, значительно уменьшилась высота растений (50-80% от нормы), у большинства из них были отмечены признаки некроза и хлороза листьев.


1. Бабьева И.П., Агре Н.С. Практическое руководство по биологии почв. – М.: Изд-во МГУ, 1971. – 140с.

2. Воробейчик Е.Л., Хантемирова Е.В. Реакция лесных фитоценозов на техногенное загрязнение: зависимости доза-эффект // Экология. 1994. № 3. – С.31-43.


209

3. Галиулин Р.В., Семенова Н.А., Галиулина Р.А. Влияние ПАВ и других загрязнителей на целлюлозолитическую активность лугово-аллюви-альной почвы // Агрохимия. 1999. № 6. – С.86-91.

4. Ильин В.Б. О надежности гигиенических нормативов содержания тяжелых металлов в почве //Агрохимия. 1995. № 10. – С.109-113.

5. Колесников С.И., Казеев К.Ш., Вальков В.Ф. Экологическое состояние и функции почв в условиях химического загрязнения. – Ростов-на-Дону: Изд-во Ростовского университета, 2006. – 385с.

6. Минеев В.Г. Агрохимия. – М.: Изд-во МГУ, 2004. – 720с. 7. Мотузова Г.В., Безуглова О.С. Экологический мониторинг почв. – М.:

Академический проект; Гаудеамус, 2007. – 237с. 8. Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов

измерений. – Л.: Энергоатомиздат, 1991. – 304с. 9. Общая микробиология / Под ред. А.И. Нетрусова, И.Б. Котовой. – М.:

Изд-во «Академия», 2007. – 288с. 10. Рылова Н.Г., Степусь, Н.Ф. Изменение целлюлазной активности почв

в результате загрязнения тяжелыми металлами // Вестник Удмурст-кого университета. Биология. 2005. № 10. – С.65-70.

11. Черных Н.А., Ладонин В.Ф. Нормирование загрязнения почв тяжелы-ми металлами // Агрохимия. 1995. № 6. – С.71-80.


ИССЛЕДОВАНИЕ УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ВОДООХРАНОЙ ЗОНЫ

КЛЯЗЬМИНСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА С.С. Воронич; С.П. Тимощук; А.А. Пухова; Ю.С. Шадская; А.Г. Хлопаев

Аналитическая лаборатория ГУП г. Москвы «Государственный природоохранный центр», г. Москва, Россия

In the conditions of continuous growth of scales of influence of anthropogenous

factors on objects of environment problems of preservation of quality of natural waters inevitably become aggravated. Especially notable there are these problems for the water basins supplying with potable water Moscow. In a complex of nature protection measures on maintenance of quality of natural waters, together with for prevention of pollution of a benthonic ground the special role should be taken away to water security


210

zones. In the best way functions of these zones carry out natural landscapes (bogs, woods), serving by an original barrier to mineral, organic connections, pathogenic bacteria, etc. the pollution arriving with a superficial drain of the industrial enterprises, objects of building industry, cattle-breeding complexes, etc. In the report are presented results of researches of level of pollution of atmospheric air, soil in a coastal zone, water and ground adjournment in water protection to a zone of the Kljazminsky water basin.

В условиях непрерывного роста масштабов воздействия антропоген-

ных факторов на объекты природной среды неизбежно обостряются проблемы сохранения качества природных вод. Особенно ощутимыми становятся эти проблемы для водохранилищ, снабжающих питьевой водой Москву.

В комплексе природоохранных мер по обеспечению качества природных вод, а также и для предотвращения загрязнения придонного грунта особая роль должна отводиться водоохранным зонам. Наилучшим образом функции этих зон выполняют природные ландшафты (болота, леса), служащие своеобразным барьером для минеральных, органических соединений, болезнетворных бактерий и др. загрязнений, поступающих с поверхностным стоком промышленных предприятий, объектов строй-индустрии, животноводческих комплексов и т.п.

Вместе с тем и водоохранные зоны испытывают не меньшее антропо-генное воздействие, обусловленное недостаточной очисткой поверхност-ного стока. А чем больше в водном и вещественном балансе ландшафта преобладает сток, инфильтрация, отток, вымывание, вынос, тем больше биоциклических компонентов и загрязняющих веществ уходит в воздуш-ные массы, или с поверхностными, внутрипочвенными, грунтовыми и речными водами в водохранилища, или выпадает в нерастворимый осадок и подвергается погребению в почве прибрежной зоны или в донных отложе-ниях [1-3].

Проведенные авторами в 2007-2011 гг. исследования атмосферного воздуха, почвы в прибрежной (водоохраной) зоне, воды и донных отложений Клязьминского водохранилища доказывают это.

Клязьминское водохранилище, было построено на реке Клязьма, относится к водохранилищам руслового типа. Его длина 25 км, ширина 1 км. Разлив по пойме невелик. Средняя глубина – 6 м, максимальная – 18 м. Грунты песчаные, суглинистые, заиленные.


211

Исследования проводились в 3-х точках (рис. 1), различающихся по ландшафту водоохраной зоны:

− т.1 – расположена в непосредственной близости от крупной авто-магистрали (Дмитровское шоссе), характеризуется полным отсутст-вием лесной растительности (газоны);

− т.2 – расположена в сосновом бору, недалеко от деревни Семкино; − т.3 – расположена в непосредственной близости от жилых домов

деревни Троицкое, характеризуется полным отсутствием лесной растительности (газоны). Отбор проб атмосферного воздуха проводился в соответствии с РД

52.04.186-89 (Руководство по контролю загрязнения атмосферы) на высоте 0,5 м от поверхности земли с использованием пробоотборного устройства ПУ-3Э. Метод отбора проб заключался в аспирации определенного объема воздуха через аэрозольный фильтр АФА-ХА-10, задерживающий содержа-щиеся в воздухе частицы. Продолжительность отбора проб составляла 20 минут [4].

Отбор проб почвы в прибрежной зоне проводился согласно ГОСТ 17.4.4.02-84 «Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа» и ГОСТ 28168-89 «Почвы. Отбор проб» с учетом требований международных стандартов (ИСО 10381-1 и ИСО 11464) .

Отбор точечных проб почвы производился на пробных площадках размером 2,0х2,0м из одного слоя (горизонта) с глубины 0-20 см методом конверта, по диагонали, через равные интервалы. Точечные пробы отбира-лись почвенным буром, выполненным из «инертного» материала. На одной пробной площадке отбиралось не менее 5 точечных проб, которые после смешения использовались в качестве одной объединенной пробы для последующего лабораторного анализа.

Отбор проб донных отложений проводился в соответствии с ГОСТ 17.1.5.01-80 «Гидросфера. Общие требования к отбору проб донных отложений водных объектов для анализа на загрязненность». Отбор проб донных отложений проводился дночерпателем, выполненным из «инерт-ного» материала, из поверхностных слоев (0,5-1,0м) с одновременным отбором проб воды.


212

Рис. 1. Схема расположения точек исследования атмосферного воздуха, почвы в прибрежной (водоохраной) зоне, воды и донных отложений Клязьминского

водохранилища Отбор точеных проб воды проводился в соответствии с ГОСТ Р

51592-2000 «Вода. Общие требования к отбору проб» с использованием батометров объемом, необходимым для заполнения бутылей, выполненных из «инертных» материалов: для определения рН и взвешенных веществ объемом 2 литра (без консервации); для определения растворимых и эмульгированных нефтепродуктов объемом 0,5 л (без консервации); для определения металлов объемом 0,5 л (консервация азотной кислотой).

Количественному химическому анализу предшествовала процедура пробоподготовки:

− для атмосферного воздуха – высушивание (доведение до постоянного веса) и взвешивание отобранных фильтров и дальнейшее их озоление в соответствии с РД 52.04.186-89 (Руководство по контролю загряз-нения атмосферы);

− почвы и донных отложений – сушка, дробление, просеивание, разма-лывание и разделение на фракции в соответствии с ГОСТ 17.4.4.02-84. Анализ проб проводился с использованием классических физико-

химических методов: гравиметрии, флуорометрии; ИК-спектрометрии; потенциометрии, атомно-абсорбционной спектрометрии и др.


213

Основное аналитическое оборудование: − Аналитические весы Sartorius Micro MC 5, предназначенные для

взвешивания отобранных проб и фильтров. − Спектрометры атомно-абсорбционные «КВАНТ-АФА» и Varian

SpectrAA240FS, предназначенные для определения содержания металлов в воздухе, почве, донных отложениях и воде.

− рН-метр HANNA (рН-211) для измерения рН почвы, придонного грунта и воды.

− Анализатор влажности Sartorius МА 30 для определения влажности почвы и донных отложениях.

− Флюорат 02-3М для определения количества нефтепродуктов в пробах почвы, донных отложениях и воды. Кроме того, использовалось дополнительное оборудование: сушиль-

ная печь с терморегулятором; дробилки, мельницы, ступки, сита с размером ячеек 2 мм, механический встряхиватель, эксикаторы и пр.

Результаты проведенных исследований представлены в табл. 1-4. Таблица 1

Результаты количественного химического анализа атмосферного воздуха

Вещество Концентрация, мг/м3 ПДК м.р.,

мг/м3 Погреш-ность,%

НД, метод КХА Т.1 Т.2 Т.3

1 2 3 4 5 6 7

Взвешенные вещества

0,49 0,05 0,10 0,5 ±25

РД 52.04. 186-89, стр.181.

Гравимет., п.5.2.6

Углеводороды (сумма)

5,0 2,1 2,3 5,0 ±10

Прибор «Колион-

1», Экспресс-

метод Марганец и его соединения (в пересчете на марганец (IV) оксид)

0,00032 0,00005 0,00008 0,01

±15

РД 52.04. 186-89, стр.135. Атомно-абсорб., п.5.2.5

Меди оксид (в пересчете на медь)

0,00055 <0,00001 <0,00001 0,002

(ПДКс.с.)


214

Окончание табл. 1

1 2 3 4 5 6 7 Никель оксид (в пересчете на никель)

0,00018 <0,00001 0,00010 0,001

(ПДКс.с.)

Свинец и его неорганические соединения (в пересчете на свинец)

0,00059 0,00009 0,00008 0,001

Цинк оксид (в пересчете на цинк)

0,00030 0,00020 0,00020 0,05

(ПДКс.с.)

Таблица 2 Результаты количественного химического анализа почвы

Вещество Концентрация, мг/м3 ПДК,

мг/кг Погреш-ность,%


рН 6,9 7,0 7,2 Не

норм. ±0,1 ед.

рН ГОСТ 26483-

85

Нефтепродукты 689,7 104,6 198,2 300 ±35 ПНД Ф

16.1.21-98 Марганец 965,3 865,9 874,1 1500 ±24

РД 52.18.191-89

Медь 60,8 54,3 65,8 132 ±19 Никель 53,2 40,2 34,2 80 ±27 Свинец 168,4 60,1 79,6 130 ±32 Цинк 456,8 200,3 214,8 220 ±24

Таблица 3 Результаты количественного химического анализа донных отложений

Вещество Концентрация, мг/м3 ПДК,

мг/кг Погреш-ность,%


рН 7,2 7,3 7,0 Не

норм. ±0,1 ед.

рН ГОСТ

26483-85

Нефтепродукты 432,6 298,5 265,9 300 ±35 ПНД Ф

16.1.21-98 Марганец 197,8 89,0 65,1 100,0 ±24

РД 52.18.289-90

Медь 0,993 0,835 1,030 3,0 ±16 Никель 6,9 6,7 7,0 4,0 ±23 Свинец 12,6 5,5 6,4 6,0 ±24 Цинк 83,5 24,1 20,2 23,0 ±36


215

Таблица 4 Результаты количественного химического анализа воды

Вещество

Концентрация, мг/м3 ПДК, мг/л

(р/хоз вод.)

Погреш-ность,%


рН 7,71 7,56 7,21 6,5-8,5 ±0,2 ед.

рН

ПНД Ф 14.1:2:3:4.121-

97 Взвешенные вещества

8,80 5,50 6,10 - ±2,0 мг/л

ПНД Ф 14.1:2.110-97

Нефтепродукты 0,057 0,049 0,050 0,05 ±40 ПНД Ф

14.1:2:4.128-98

Марганец 0,130 0,099 0,010 0,01 ±25 ПНД Ф 14.1:2:4.139-

98 Цинк 0,010 0,009 0,008 0,01 ±29

Медь 0,003 0,001 0,001 0,001 ±25 ПНД Ф 14.1:2:4.140-

98 Никель 0,010 0,009 0,008 0,01 ±35 Свинец 0,005 0,004 0,005 0,006 ±40

По результатам проведенных исследований можно констатировать: 1. В т. 1 практически во всех природных средах выявлено превышение

предельно-допустимых концентраций по нефтепродуктам и некото-рым металлам, что, на наш взгляд, обусловлено «близостью» данной точки к оживленной автомагистрали и отсутствием на этой террито-рии какой-либо растительности (кроме газона). Нефтепродукты и тяжелые металлы, как известно, относятся к числу наиболее распространенных и опасных веществ, загрязняющих как почву в прибрежной зоне, так и поверхностные воды, донные отложения.

2. В тт. 2 и 3 не выявлены превышения установленных нормативов (кроме марганца в т.2 по воде). Величины концентраций загрязнений в т.3 значительно выше, чем в т.2. По мнению авторов, это может быть связано, в первую очередь, с отсутствием какого-либо производства в округе или крупной автодороги, а во вторую, с хорошо сохранив-шимся природным ландшафтом в т.2, который препятствует загряз-нению как почвы в прибрежной зоне, так и донных отложений и воды. Таким образом, многие вещества, попадающие в почву прибрежной

зоны из атмосферы, с талыми, дождевыми и сточными водами с автодорог и близлежащих предприятий, подвергаясь различным физико-химическим


216

преобразованиям, закрепляются в ней, а затем выносятся в водоемы (что и подтвердили проведенные авторами исследования). Поэтому для умень-шения подобного выноса необходимо разрабатывать различные водоохран-ные мероприятия, используя организационно-хозяйственные, гидротехни-ческие, агрохимические и лесомелиоративные методы. В числе эффектив-ных мер быть сохранение природного ландшафта (например, леса который защищает берега, пойму, террасы и склоны от эрозии, служит своеобраз-ным барьером для минеральных и органических соединений) водоохраной зоны, поскольку он во многом определяет объем и химизм формирующего здесь стока. Для каждого ландшафта характерен свой исторически сложившийся биогеохимический фон, на который и накладываются антропогенные влияния, а увеличение антропогенной нарушенности водосбора приводит не только к увеличению поступления различных веществ в водоемы, но и к изменению характера их поступления [5-7].

Список используемой литературы 1. Груздева Л.П., Власов В.П. Биогеоценотические исследования на лес-

ном водосборе водоохраной зоны Иваньковского водохранилища // Мелиорация и охрана природы. – М.: МИИЗ, 1991.

2. Груздева Л.П. Учет структуры и экологического разнообразия экотон-ных ландшафтов в целях оптимизации природопользования // Экотоны в биосфере. – М.: ИВП РАН, РАЕН, 1997.

3. Груздева Л.П. Роль ландшафтно-экологических условий водосборного бассейна водохранилища в формировании качества природных вод // Ландшафтно-экологические исследования и природопользование. – М.: ГО, 1985.

4. РД 52.04.186-89. Руководство по контролю загрязнения атмосферы. – М.: Государственный комитет СССР по гидрометеорологии, 1991.

5. Воронич С.С.; Тимощук С.П.. Ландшафтно-экологические исследова-ния водоохранной зоны Клязьминского водохранилища // Ландшафт-ная экология. Межвузовский сборник научных трудов. Вып.7. М., Редакционно-издательский центр МГГУ им. М.А. Шолохова, 2008.

6. Воронич С.С.; Тимощук С.П.; Груздева С.П. Роль ландшафтов водоох-ранных зон в функционировании водохранилищ //Инновационные технологии в экологии. Сборник научных трудов / Отв.ред. А.В. Садов. – М.: Изд-во МИИГАиК, 2008.

7. Воронич С.С.; Тимощук С.П. Ландшафты водоохранных зон подмос-ковных водохранилищ //Экологические системы и приборы. №8. 2008.


217

РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ОТХОДАМИ ДЛЯ

МУНИЦИПАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ (НА ПРИМЕРЕ ГУСЬ-ХРУСТАЛЬНОГО РАЙОНА)

Т.А. Груздева, М.Е. Ильина Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых,

г.Владимир, Россия Система управления отходами – это комплекс мероприятий по сбору,

транспортировке, переработке, вторичному использованию или утилизации мусора и контролю всего процесса. Благодаря этой системе появляется возможность вырабатывать сырье из отходов.

Существующая в Гусь-Хрустальном р-не система обращения с ТБО, как правило включает в себя цепочку из 2-х звеньев – источник ТБО и свалку. Объекты размещения ТБО на территории представлены свалками. Их состояние не отвечает санитарно-эпидемиологическим нормам, они оказывают негативное воздействие на окружающую природную среду.

Разработка подобной структуры включает в себя ряд последовате-льно выполняемых этапов.

На первом этапе необходимо провести оценку текущей ситуации в области обращения с отходами.

В настоящее время управление отходами в районе осуществляется по схеме организационной структуры санитарной очистки, что сводится к вывозу бытовых и их последующему захоронению на полигонах.

Фактический фракционный состав ТБО представлен на рис. 1.

Рис. 1 Фракционный состав ТБО


218

Существующая система обращения с ТБО на территории Гусь-Хрустального района включает 3 основные элемента:

− сбор отходов с контейнерных площадок, производится только в тех населенных пунктах, где они оборудованы;

− транспортировка отходов осуществляется специальным автотранс-портом МУП «Спецпредприятие», МУП «Лотос» и т.д.

− захоронение на свалках г. Гусь-Хрустальный, г. Курлово, пос. Добря-тино. На территории района 3 несанкционированные свалки: п. Ано-пино, Купреево, Иванищи. На втором этапе работы была проведена оценка существующих

вариантов переработки ТБО и возможности их интеграции. На третьем этапе предлагаются варианты решения проблемы. В

данном случае предложены 2 варианта организации на территории района станции перегрузки с элементами сортировки ТБО (рис. 2).

Рис. 2. Варианты формирования системы сбора ТБО

Далее прорабатываются маршрутные карты для каждого варианта и

просчитываются необходимые финансовые затраты на реализацию каждого из вариантов решения. В первом случае, каждый населенный пункт вывозит ТБО на захоронение самостоятельно, во втором случае, организуются четыре отдельных маршрута с промежуточной сортировкой и брикетиро-ванием (рис. 3).


219

Рис. 3. Примерная схема маршрутов по сбору ТБО

На этапе внедрения необходимо проводить активную работу с

населением: − для обеспечения активного участия населения в реализации програм-

мы КУО, необходимо, чтобы оно было вовлечено и информировано заранее;

− к проведению данной работы необходимо привлекать средства массо-вой информации. Это позволит обеспечить вывоз ТБО с территории района и разгру-

зить действующее в настоящее время специализированное автохозяйство, а также внедрить сортировку и переработку ТБО. Предлагаемая технология и оборудование позволяет в 10 раз сократить объемы отходов, подлежащих захоронению, вернуть в оборот до 50% ценного вторичного сырья, создать до 10 новых рабочих мест.

И, наконец, по первым результатам функционирования комплексной системы управления отходами оцениваются возможности ее работы в дальнейшем и необходимость пересмотра отдельных элементов или (при отрицательных результатах) системы в целом.


220

Внедрение данной системы комплексного управления отходами позволяет получить значительный экологический эффект, заключающийся в следующем:

− улучшение санитарного состояния района, экологической обстановки; − самоокупаемость проекта, дающая возможность району в дальнейшем

получать прибыль от работы с ТБО; − снижение затрат на захоронение отходов и ликвидацию экологических

последствий хранения отходов – повышение объемов и производительности сортировки и переработки отходов;

− повышение качества вторичного сырья, получаемого из отходов; − замедление расширения земельных площадей, занимаемых полигона-

ми для захоронения отходов, увеличения потока прибыли, получаемой от реализации вторичного сырья и от повышения производительности сортировки и переработки отходов.


ФИТОИНДИКАЦИЯ И БИОМОНИТОРИНГ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

ПРОМЫШЛЕННЫХ ТЕРРИТОРИЙ АРМЕНИИ О.А. Джугарян, Н.С. Торосян

Центр эколого-ноосферных исследований Национальной Академии Наук РА, г.Ереван, Армения

Возникшее в настоящее время новое направление в науке –

индустриальная дендроэкология призвана изучать поведение растений в условиях различной степени загрязнения атмосферы и расчетов ПДК, ПДН, ПДВ, решить проблему рационального использования и воспроизводства растительных ресурсов, отобрать наиболее устойчивые и высокогазопыле, а также металлонакопительные древесные растения с целью их использо-вания как фитофильтры загрязнения техногенных территорий.

Газопылеметаллоустойчивось растений – это способность проти-востоять действию вредных газопылевыбросов, сохраняя нормальный рост, развитие, декоративность.


221

Методика. Научные исследования продолжаются более 30 лет. Основные направлением исследований было: выявление и отбор устойчи-вого к техногенезу видового состава растений путем оценки их состояния в естественных условиях; составление оценки газопоглотительной, пылепо-глотительной, металлопоглотительной способности растений; составление ассортимента растений эффективно очищающих воздух от вредных токсических выбросов.

Опыты были заложены в промышленных территориях – Алаверд-ского горно-металлургического, Ванадзорского химического завода, Цементных заводов Раздана и Арарата, а также НПО «Наирит» г.Еревана. Изучалось влияние тяжелых металлов, соединений серы, азота, хлора и цементной пыли на качественные и количественные характеристики аккумуляции устойчивости древесных растений (зеленые насаждения, лесные массив) к токсическим химическим элементам.

Результаты исследований. Многолетние данные научного экспери-мента позволили разработать методы оценки состояния растений в экстремальных условиях, методы контроля за загрязнением воздуха с помощью растений, разработать научные основы и методы определения для растительности предельно допустимые концентрации (ПДК) промышлен-ных эксгалатов, предельно допустимые нагрузки (ПДН) на экосистемы, поглотительную способность зеленых насаждений и лесных экосистем техногенных территорий Армении.

Техногенное загрязнение в горных районах Армении идет быстрее, чем на равнине и имеет свою специфику по ряду причин: котловинность рельефа, большой повторности приземных и приподнятых инверсий, частых штилей, расположения промышленных предприятий в направлении господствующей розы ветров, которые способствуют сносу дымовых выбросов и созданию очагов повышенной загазованности в приземном слое атмосферы. В выявлении этих очагов хорошо зарекомендовала себя фитоиндикация, основанная на аккумулятивной способности ассимиля-ционных органов, чувствительности и стабильности ответной реакции сосудистых и криптогамных растений на действие различных внешних факторов в сочетании с данными накопления поллютантов в геофизических средах. На основе этих многолетних данных получен полный пакет инфор-мации о загрязнении территорий и разработана методология озеленения техногенных территорий Армении.


222

Посредством аккумулятивной биоиндикации было доказано, что реакция растений и почв на загрязнение неоднозначно: чем больше токсических ингредиентов в атмосфере, мет больше их куммулируется в почвах и растениях. Реакция растений на кислые газы (SO2, NOx, CL, F) и ТМ в атмосфере на различном удалении от источника эмиссии согласуется с их содержанием в почвах и растениях, что позволяет проводить взаимную корректировку и уточнение границ загрязнения приземного слоя техноген-ных зон.

Если в окружающей среде присутствуют два и более источника эмиссии, то выбросы рассеиваются согласно их качественным и количест-венным характеристикам.

По данным фитоиндикации была определена степень загрязнения экосистем, составлены карты-схемы функционального зонирования и обустройства техногенных территорий, а также выделены зоны максималь-ного среднего и слабого загрязнения. Это способствовало разработке методологии биомониторинга и фитоиндикации техногенных территорий Армении. Данные научных исследований вошли в основу территориальных комплексных схем охраны природы городов Алаверди, Ванадзор, Раздан, Арарат, Ереван.

Основные выводы по проведенным научно-практическим работам заключаются в следующем:

1. Видовые различия газоустойчивости и газоаккумуляции SO2, NOx, CL, F у растений велики и они были учтены при подборе ассортимента растений техногенных зон.

2. Цементная пыль приводит к ослаблению древесных растений, но не служит непосредственной их гибели. Косвенное действие пыли заметно лишь через определенный промежуток времени и носит хронический характер. При смешанном загрязнении атмосферного воздуха, когда присутствуют щелочные и кислые загрязнители – цементная пыль Разданского цементного завода и сернистый ангидрит и окислы азота ТЭС, идет реакция нейтрализации, с образованием сульфатов, что взаимно смягчает действие кислых и щелочных выбросов на древесную растительность.

3. Сернистый ангидрит, окислы азота, хлориды, фториды, тяжелые металлы аккумулируются в ассимиляционных органах и оказывают депрессирующее воздействие на рост и развитие древесно-


223

кустарниковых растений. Загрязнение атмосферного воздуха сказыва-ется на повышении содержания серы, хлора, фтора, тяжелых металлов в листьях растений уже в начале вегетационного периода и продолжает возрастать до середины сентября. К концу октября у большинства растений наблюдается уменьшение содержания серы, хлора, фтора, тяжелых металлов, что обусловлено их оттоком в стебли и корни растений, распадом и вымыванием их дождевыми водами. Азотсодержащие промышленные выбросы Ванадзорского химичес-кого завода вызывают в древесных растениях нарушение азотомета-болизма. Накопление общего азота происходит вследствие включения в синтез белка избыточных соединений азота, поступающих в ассимиляционный аппарат из окружающей среды и идет за счет увеличения белковой фракции. К осени содержание белкового азота уменьшается, а небелкового увеличивается. Таким образом, наши научные исследования состояния древесно-

кустарниковых растений в условиях различной степени загрязнения окру-жающей среды в техногенных территориях Армении, позволили решить проблему рационального использования растений как фитофильтра биоиндикации, биомониторинга и отбора высокоустойчивых древесных растений для озеленения окружающей техногенной среды.


1. Джугарян О.А. Экотоксикология техногенного загрязнения. Моногра-фия. – Смоленск: Ойкумена, 2000. – 280с.

2. Джугарян О.А., Торосян Н.С. Древесные растения-фитофильтры загрязнения городской среды Еревана. «Известия аграрной науки». – Ереван, 2007, т.1. – С.159-161.

3. Торосян Н.С. Экотоксикологическая оценка воздействия техногенных выбросов на экосистемы г. Еревана. Автореферат уч.ст.канд.техн.наук. Ереван, 2007. – 18с.

4. Лозановский И.Н., Орлов Д.С., Садовникова Л.К. Экология «Охрана биосферы при химическом загрязнении». – М.: Высшая школа, 1998. – 287с.


224

ФОТОЛИХЕНОИНДИКАЦИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ ГОРОДА МУРОМА ВЛАДИМИРСКОЙ ОБЛАСТИ

В.В. Дюков, Т.А. Трифонова Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых,

г.Владимир, Россия The article deals with bioindication and biomonitoring, lichenindication,

peculiarities of composition and physiology of lichens enabling to use the lattes as indicators of the state of the environment.

The given work deals with the peculiarities of composition and physiology of lichen community in the town Murom. Lichens are efficient as indicators of the state of the environment. The research work was focused on the fotomonitoring of lichens.

The experimental section deals with the flora of lichens of the town Murom and its surrounding, the state of lichen community, the chemical composition of lichens interaction with antropogenic pollutants have been studied. The map of the state of lichens communities in the town Murom has been compound.

В рамках настоящего исследования изучена флора лишайников

города Мурома Владимирской области, состояние лишайниковых сооб-ществ, а также их химический состав. В качестве биоиндикаторов загрязнения воздуха выбраны эпифитные лишайники.

В настоящее время лихеноиндикация является наиболее разработан-ным и широко используемым биоиндикационным методом, в области популяционной экологии при исследовании динамики ландшафтных процессов биоиндикационным методом. В основе лихеноиндикации загрязнения атмосферы лежит весьма чуткое реагирование видового разнообразия лихенофлоры на изменение ее состава.

Центральным методом, использованном при проведении исследо-вания является ландшафтный метод изучения объектов окружающей среды. Суть данного метода в том, что исследование начинается с выделения на изучаемой территории основных районов, явно отличаю-щихся от сопредельных территорий по всему набору факторов, влияющих на исследуемый объект, в нашем случае лишайниковую растительность. Далее выделяются площадки, расположенные в тех частях исследуемого района, где сформировались сообщества лишайников, характерных территории с примерно одинаковым уровнем загрязненности. В ходе данного исследования, проводимого в 2008-2010 гг. для описания


225

лишайниковой флоры применялся метод фотофиксации лишайниковых сообществ с последующей обработкой полученного материала в камеральных условиях. Это позволило существенно упростить составление описаний площадок и сократило общее, затрачиваемое на проведение обследование время.

По результатам исследований, была составлена карта состояния лишайниковых сообществ города Мурома, на которой выделено 5 зон различной степени деградации лишайниковых синузий.

Рис. 1. Карта состояния лишайниковых сообществ г. Мурома

На карте состояния лишайниковых сообществ в пределах города Мурома выделены пять основных зон с различным состоянием лишайни-ковых синузий: естественные местообитания почти без ощутимого антро-погенного влияния (ИП = 1-2); естественные антропогенно слабо и умеренно измененные местообитания (ИП = 3-4); умеренно и сильно-антропогенно измененные местообитания (ИП = 5-6); сильно антропогенно измененные местообитания (ИП = 7-8); очень сильно антропогенно измененные местообитания (где встречаемость и жизнеспособность видов низкие; ИП = 9-10).

На карте получили отражение основные загрязненные районы города: центральная часть города, промышленный район с рядом крупных


226

предприятий, территория вдоль железной дороги, пересекающей город с запада на восток.

Высокий уровень загрязнения наблюдается в районах городского автовокзала и Муромского картонно-рубероидного завода, кроме того, сильно загрязнена окружающая среда вдоль всех основных транспортных путей. Наиболее чистыми территориями, где хорошо развиваются лишайники, являются, прежде всего, лесные зоны за городом. В пределах города обстановка удовлетворительна в частном секторе, а также в долине реки Оки, протекающей с юга на север и ограничивающей городскую застройку с востока.

Наблюдение за ростом лишайников подтвердило ранее наблюдаемое в черте города Владимира явление о том, что их рост в зависимости от времени года происходит иначе, чем у высших растений. Слоевища активно растут в весеннее и осеннее время, при наличии достаточной влажности и сохраняют рост при низких температурах от 0 °С до 7 °С. В это время рост высших растений, как правило, замедляется. Летнее и зимнее время характеризуется слабым приростом слоевища. По-видимому, летом лимитирующим фактором становится низкая влажность, а зимой – низкая температура.

Для эпифитных лишайников характерно наличие прироста за зимнее время. В этот период температура на поверхности ветвей деревьев часто превышает порог 0 °С, по-видимому, за счет нагрева веток прямыми солнечными лучами, что вызывает таяние снега и создает благоприятные условия для роста лишайников.

Таким образом, состояние воздушного бассейна города Мурома можно считать критическим. Дальнейший рост загрязнений может привес-ти к ухудшению здоровья населения. Основными источниками поступления загрязнителей в городской атмосферный воздух и почву являются промыш-ленные предприятия, автотранспорт и железная дорога. В последнее время доля загрязнения поступающего от промышленных предприятий, несколько сократилась, однако значительно возросла нагрузка со стороны автотранс-портного комплекса. Автотранспорт распределяет свою нагрузку равномер-но по всему городу, в том числе и по жилым кварталам. Поэтому, именно этот фактор является наиболее опасным для состояния здоровья населения.



227

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АУДИТ СИСТЕМЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МЕНЕДЖМЕНТА

ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ Ю.Г. Каторова, М.Е. Ильина Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых,

г.Владимир, Россия Система экологического менеджмента представляет собой часть

общей системы менеджмента промышленного предприятия. В настоящее время на территории Российской Федерации действует система ГОСТов, регламентирующих внедрение и функционирование систем экологического менеджмента (СЭМ) – ГОСТ Р ИСО 14000. Основными моментами при разработке принятие решения введения СЭМ, разработка экологической политики организации, создание действующих программ, аудит разрабо-танной и внедренной системы, а также постоянный мониторинг и контроль в процессе ее работы.

В данной работе в качестве объекта исследования было взято крупное промышленное предприятие ОАО «Завод им. В. А. Дегтярева». Гражданская и оборонная продукция с маркой «ЗиД» экспортируется в десятки стран мира, с успехом демонстрируется на крупнейших всероссий-ских и международных выставках. За заслуги в развитии российского мотопроизводства ОАО «Завод им. В. А. Дегтярева» неоднократно награж-далось дипломами и памятными призами на российских и международных выставках.

В рамках работы был выполнен внутренний экологический аудит предприятия, методика проведения которого регламентирована ГОСТ Р ИСО 19011-2002.

Ряд элементов, определенных ГОСТом в рамках СЭМ на предприятии уже существуют и действуют – это экологическая политика предприятия, утвержденная решением Правления ОАО «ЗиД» от 21.10.2004 г, экологическая служба (1978 г. – бюро охраны природы в составе отдела главного энергетика, 1989 г. – отдел охраны окружающей среды) и необхо-димая отчетная документация. Однако целостной структуры управления с интегрированной в неё СЭМ на настоящий момент нет.

В ходе проведенного внутреннего аудита были разработаны отсутствующие элементы, необходимые для нормального функциониро-вания СЭМ. Так, согласно ГОСТу был составлен Реестр экологических требований предприятия ОАО «ЗиД», включающий в себя:


228

1. Требования экологического законодательства РФ. 2. Требования органов Минприроды. 3. Требования предприятия.

Фрагмент Реестра приведен в табл. 1. Таблица 1

Фрагмент Реестра экологических требований ОАО «ЗиД»

3. Требования предприятия

Наименование внутреннего нормативного документа, приказа

Формулировка требования (включая виды деятельности и объекты

применения)

Примечания (ссылки на

действующее законодательство)

1. Приказ по вопросу выполнения предписаний органов Ростехнадзора

В целях исключения нарушений природоохранного законодательства: -обеспечить ведение учета контрольных проверок токсичности, дымности отработавших газов автотранспорта.

В соответствии с требованиями ГОСТ 17.2.2.203-87

2. Приказ по вопросу: сбор и реализация бумажных отходов №706 от 08.12.09 г.

В целях снижения затрат на утилизацию бумажных отходов: -начальнику БНР заключить договора на продажу мукулатуры; -начальникам производить сортировку и сдачу бумажных отходов.

Согласно «Правилам приема, сортировки, пакетирования и утилизации бумажных отходов»

Одной из основных целей аудита является – составление «схемы

потоков» для поиска «узких мест» производства. Схема выполняется с учетом экологических аспектов, участвующих в производственном процессе, к которым относятся: сырьевые материалы, вспомогательные материалы, топливо, электричество, вода, выбросы в атмосферный воздух, сточные воды, отходы, запахи, шум, вибрация, риски в работе. По каждому аспекту определяется коэффициент воздействия и его значимость.

Для того что бы оценить эффективность внедрения СЭМ составляется таблица, в которой перечисляются требования стандарта. По результатам проведенного внутреннего аудита, оценивается уровень соответствия системы менеджмента требованиям стандарта по каждому пункту (табл. 2).


229

Выставляются оценки в баллах, которые наносятся на график, позволяющий наглядно представить процесс внедрения системы экологи-ческого менеджмента в развитии: выявить основные проблемы, которые решаются наименее эффективно, а также применить наилучшие практики к внедрению других процедур СЭМ (рис. 1).

Таблица 2 Оценка выполнения требований стандарта

№ разде

ла

стан

дарт

а IS

O

1400

1

Название пункта ISO 14001

Оце

нка

4.2 Экологическая политика 5

4.3 Планирование 4 4.3.1 Экологические аспекты 4

4.3.2 Требования законодательных аспектов и другие требования 3 4.3.3 Целевые и плановые экологические показатели 5

4.3.4 Программа(ы) управления окружающей средой 4

4.4 Внедрение и функционирование 4 4.4.1 Структура и ответственность 4

4.4.2 Обучение, осведомленность и компетентность 3

4.4.3 Связь 2 4.4.4 Документация системы управления окружающей средой 5

4.4.5 Управление документацией 4

4.4.6 Управление операциями 3 4.4.7 Подготовленность к аварийным ситуациям и реагирование на них 3

4.5 Проведение проверок и корректирующие действия 3

4.5.1 Мониторинг и измерения 4 4.5.2 Несоответствие и корректирующие и предупреждающие действия 3

4.5.3 Зарегистрированные данные 4

4.5.4 Аудит системы управления окружающей средой 1 4.6 Анализ со стороны руководства 0


230

Рис. 1. Эффективность внедрения СЭМ по отдельным требованиям стандарта

Выводы, которые можно сделать из диаграммы:

1) необходимо провести анализ СЭМ со стороны руководства; 2) значительные успехи были достигнуты в области экологической поли-

тики, отчасти планирования. Следовательно, опыт занимавшихся этими вопросами специалистов вместе с ценными навыками организа-ционной деятельности также использовать при внедрении и функцио-нировании, проведении проверок и анализе со стороны руководства. Таким образом, проведение внутреннего аудита системы экологичес-

кого менеджмента позволяет отследить «узкие» с точки зрения управления места, наладить взаимосвязь между разными отделами предприятия в рамках его природоохранной деятельности.

Однако, успех СЭМ зависит от степени вовлеченности и поддержки ее разработки и внедрения высшим руководством, равно как и от осознанного в результате должным образом организованного информирова-ния участия всех работников, которые должны реализовывать систему, обеспечивая выполнение установленных процедур. Их озабоченность будет служить гарантией повышения результативности природоохранной деятельности предприятия.



231

УТИЛИЗАЦИЯ ШЛАМОВ ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА Е.Е. Каширкина, Н.В. Селиванова Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых,


Проблемы загрязнения окружающей природной среды с каждым годом все более обостряются и начинают приобретать глобальный масш-таб. Поэтому главными задачами исследователей-экологов по-прежнему остаются внедрение малоотходных экологически безопасных технологий, а также разработка процессов утилизации промышленных отходов, снижаю-щих антропогенную нагрузку на биосферу и обеспечивающих рациональ-ное использование природных ресурсов. Одной из нерешенных проблем является утилизация шламов гальванического производства (ГШ) [1].

В работе [2] проанализированы ГШ более 40 крупных машино-строительных заводов Верхневолжского региона и СНГ. В результате этого было выявлено, что по составу их можно разделить на 5 групп.

В первую группу входят ГШ после электрокоагуляционной очистки сточных вод, содержание 50% и более железа в перерасчете на Fe(OH)3. Содержание каждого вида других тяжёлых металлов, как правило, не превышает 10 %. Представляется возможным использовать этот ГШ для получения коричневых железооксидных пигментов, компонентов каучуко-вых композиций, материалов, обладающих магнитными свойствами, а также в сочетании с другими реагентами, ориентируясь на доминирующее содержание соединений железа

ГШ второй группы образуются после реагентной очистки сточных вод при использовании в качестве защелачивающего реагента «известко-вого молока», в связи с чем в их составе доминирует ион кальция, содержа-ние которого в перерасчёте на Ca(OH)2 достигает 25-28%. При этом содер-жание железа не превышает 20%. ГШ этой группы могут быть подвергнуты переработке с получением после сушки и прокаливания наполнителей для лакокрасочных и других полимерных композиций. В сочетании с гальваношламами первой группы возможно получение антикоррозионных пигментов – ферритов кальция.

К третьей группе относятся ГШ, образующиеся также при реагентной очистке, но содержание железа может превышать его коли-чество в ГШ второй группы, так как для восстановления хрома шести-


232

валентного до трёхвалентного используется отработанный травильный раствор, содержащий FeSO4. При этом предполагаемое направление его использования не отличается от ГШ второй группы, так как защелачи-вающим реагентом также является «известковое молоко» – Ca(OH)2.

К четвёртой группе относятся ГШ, образующиеся при реагентной очистке сточных вод, когда защелачивающими реагентами являются кальцинированная сода или натриевая щёлочь. В этом случае ни один металл не доминирует, а их содержание в пересчёте на гидроксид состав-ляет не более 10 % каждого. Использовать такой ГШ после доработки можно в качестве активатора вулканизации резиновых смесей, как катали-затор окисления органических веществ, наполнитель полимерных компози-ций и битумных мастик.

В пятую группу входят ГШ, содержащие наряду с тяжёлыми металлами и кальцием продукты травления поверхности алюминия, которые также поступают на станцию нейтрализации. Их содержание не превышает 10 %, но высушенный продукт более дисперсен и им возможно заменить мел, каолин, тальк в композициях соответствующего состава.

Таким образом, можно сказать что любой гальваношлам из указан-ных групп может быть переработан в востребуемый продукт, что обеспечи-вает комплексное решение проблемы.

Представляет интерес переработка и утилизация ГШ, содержащих значительное количество цветных металлов. В основу технологии [3] заложено кислотное выщелачивание из ГШ цветных металлов, при этом в результате получаются два продукта: кислотный раствор от выщелачива-ния, содержащий растворенные соединения цветных металлов, а также осадок от выщелачивания, содержащий, в основном соединения кальция и незначительное количество цветных металлов.

Выщелачивание проводят либо раствором серной кислоты, либо кислыми сточными водами предприятия (pH менее 3) при температуре около 70°С. Соотношение Т:Ж = 1:3.

ГШ перед выщелачиванием измельчают до крупности менее 1 мм. Осадок 3-4 раза промывают водой противотоком, то есть для про-

мывки используется декантат с последующей стадии промывки. На послед-ней стадии промывки используется чистая вода. Высушенные осадок может быть использован для производства кирпича или керамической плитки.


233

Раствор от выщелачивания сливается с осадка декантацией и далее поступает на электрофлотацию. Условия электрофлотации: время флотации 20 мин., плотность тока 50 мА/см2, pH = 8-10 (щелочность создается раствором едкого натра) флотационные реагенты – ксантогенат калия и ПАВ типа алкилбензосульфонатов. Пенный продукт отстаивается с целью обезвоживания и далее поступает на сушку при температуре около 600°С, после чего направляется потребителю. Регулируя pH и плотность тока, можно получить селективные пенные продукты, содержащие гидроксиды железа, цинка, никеля; медь выделяется на железных опилках, используе-мых в качестве катода.

Таким образом, используя методы гидрометаллургии и обогащения, можно из отхода производства гальваношламов получить востребованные продукты или сырье для их производства.

Список используемой литературы 1. Виноградов, С.С. Экологически безопасное гальваническое произ-

водство / Под ред. проф. В. Н. Кудрявцева. – М.: Глобус, 2002. – 352с. 2. Макаров, В.М. Комплексная утилизация осадков сточных вод

гальванических производств (гальваношламов): автореф. дис. д-ра техн. наук. – Иваново, 2001. – 35с.

3. Рубанов, Ю.К. Утилизация отходов гальванического производства / Ю.К. Рубанов, Ю.Е. Токач // Экология и промышленность России, 2010. – № 11. – С.44-45.

Работа выполнена при поддержке Минобрнауки (ГК №П395 от 12.05.2010).

ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ СТАНЦИИ

ПЕРЕКАЧИВАНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ В.В. Киреев1, Н.В. Селиванова2

1ОАО «Рязаньтраснефтепродукт», г.Рязань, Россия 2Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых,


Одним из видов загрязнения окружающей среды является попадание в нее нефтепродуктов.


234

Россия является одной из немногих стран, в которых добыча нефти имеет долгую и славную историю. Российские геологи и нефтяники ведут поиски, разведку и разработку нефтяных месторождений свыше 135 лет.

Первый нефтяной фонтан был получен и России в 1864 году из скважины, пробуренной у реки Кудако на Кубани. В 1901 году на долю России приходилось 52% мировой добычи нефти –706 млн. пудов по сравнению с 555 млн. пудов в США. Уже к середине 20-х годов нашего столетия добыча нефти в России достигла 2,5 млн. тонн в год, в 30-е годы – 5-7 млн. тонн в год, в 1950 году – 18 млн. тонн, в 1960 году – 118 млн. тонн, в 2004 году – 459 млн. тонн.

C увеличением объёмов добычи, переработки, транспортировки, хранения и потребления нефти и нефтепродуктов, расширились масштабы их разливов и загрязнения ими окружающей среды.

В настоящее время нефть – самое распространённое вещество, загрязняющее природные воды. Большие разливы нефти привлекают внимание общественности и, как правило, требуют принятия срочных мер со стороны государственных организаций.

Нефтяному загрязнению пресноводных водоемов и наземных эко-систем, по сравнению с крупными разливами в океане, уделяется сравни-тельно мало внимания. Однако эта проблема также очень важна. Нефтяное загрязнение оказывает негативное влияние на все компоненты экосистем. Выявлено:

− из-за постоянного движения воды в реке даже небольшое количество разлитой нефти может повлиять на большую массу воды;

− разлив нефти имеет значение при соприкосновении с берегами рек; − реки могут быстро переносить нефть во время паводка, который по

силе равен морскому приливу; − мелкие воды и сильные течения некоторых рек могут способствовать

проникновению нефти в толщу воды. Объект настоящих исследований – промежуточная перекачивающая

станция «Второво», ОАО «Рязаньтранснефтепродукт». ППС «Второво» предназначена для выполнения следующих опера-

ций: − перекачка дизельного топлива с ГПС «Кстово» по МНПП «Горький –

Новки – Рязань»;


235

− перекачка дизельного топлива по МНПП «Кстово – Ярославль – Кириши – Приморск» из резервуаров или минуя их в направлении ППС «Ярославль». Опасными для окружающей среды факторами воздействия при

выполнении технологических операций являются: − выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ; − сбросы загрязняющих веществ в поверхностные водные объекты,

подземные водные объекты и на водосборные площади; − загрязнение недр, почв; − размещение отходов производства и потребления.

Все воздействия можно подразделить на прямые и косвенные, длительные и кратковременные (импульсные). Они могут проявляться в виде механического разрушения, загрязнения, теплового влияния и т. п. Последствия от этих воздействий могут быть первичными и вторичными, обратимыми и необратимыми (нерегулируемыми).

На основании изучения воздействий на окружающую среду и соответствующих им последствий при эксплуатации трубопровода реко-мендуется выделить следующие взаимосвязанные компоненты: приземной слой атмосферы, почвенно-растительный комплекс (ПРК) и рельеф местности, животный мир, поверхностные и подземные воды. Такая степень детализации позволяет, на наш взгляд, достаточно полно определить характер воздействия на каждую компоненту, его последствия и наметить наиболее эффективные мероприятия по охране природы.

Распространенным источником загрязнения воздуха являются резервуарные парки, сооружаемые на головных и некоторых промежу-точных перекачивающих станциях. В результате сливно-наливных опера-ций, а также суточных колебаний температуры происходит достаточно интенсивное выделение продуктов испарения в приземной слой атмосферы.

В результате только одного большого «дыхания» потери нефти из резервуара объемом 5000 м3 могут достигать 3,5 т. Годовые потери нефти из такого резервуара из-за малых «дыханий» могут составить 30-60 т. Необходимость сливно-наливных операций, неизбежность суточных коле-баний температуры окружающего воздуха предопределяют стационарный характер такого загрязнения. Это обстоятельство позволяет локализовать основные источники загрязнения атмосферы в пределах резервуарного парка.


236

Самопроизвольное возгорание нефти и нефтепродуктов при повреж-дении линейной части или резервуара, хотя это и случайное редкое явле-ние, однако оно вызывает очень интенсивное загрязнение воздуха [1, 3].

Практически любая авария подводного нефтепровода может привес-ти к утрате водоема как объекта одного или нескольких видов водопользо-вания. Возможные последствия загрязнения усугубляются высокой стойкостью нефти к окислению и токсичностью отдельных её фракций. Нефть, попадая в воду, растекается вследствие ее гидрофобности по поверхности, образуя тонкую нефтяную пленку, которая перемещается со скоростью примерно в два раза большей, чем скорость течения воды. При соприкосновении с берегом и прибрежной растительностью нефтяная пленка оседает па них. В процессе распространения по поверхности воды легкие фракции нефти частично испаряются, растворяются, а тяжелые опускаются в толщу воды, оседают на дно и образуют донное загрязнение.

В результате загрязнения воды нефтью изменяются ее физические, химические и органолептические свойства, что существенно ухудшает условия обитания в воде животных и растении; использование такой воды в культурно-бытовых и хозяйственно-питьевых целях усложняется. Ввиду многообразия возможных последствии оценка прямого ущерба затрудни-тельна [2].

20 ноября 2011 года при проведении плановых работ на 181 км МНПП «Рязань – Тула – Орёл», Тульская область, Щёкинский район про-изошёл выход нефтепродукта на подводном переходе через р. Упа (рис.1).

Причиной аварии явилось резкое вторичное повышение давления в МНПП, вызванное обратным движением нефтепродукта из резервной нитки трубопровода. Площадь загрязненного земельного участка 150 м2 площадь загрязненной акватории 2000 м2.

Для ликвидации последствий аварии среди первоочередных мероприятий выполнено: создание контурного заграждения (заградитель-ная траншея, обваловка), выставление боновых заграждений на р.Упа, в том числе перекрывающих русло реки, выставление сорбирующих бонов, локализация пятна нефтепродукта на поверхности для последующего сбора, установка нефтесборщиков, обработка сорбентом акватории водного объекта и сбор с поверхности воды сорбента, впитавшего нефтепродукт, расчистка берегов водного объекта (скашивание и сбор растительности (камыш), в том числе загрязненной нефтепродуктом), сбор нефтепродукта с


237

поверхности водного объекта с применением сорбирующих полотен (матов). Так же проводились мероприятия по зачистке земельного участка (выемка загрязненного грунта из траншеи (котлована), транспортировка загрязненного грунта и его передача на утилизацию, засыпка котлована привозным чистым грунтом.

Рис. 1. Место аварии

В ходе выполнения мероприятий по ликвидации последствий

загрязнения постоянно проводился контроль показателей качества воды и почвы для отслеживания эффективности мероприятий и остаточного уровня загрязнения. По окончании работ произведена очистка территории от бытового мусора, все образованные в процессе ликвидации нефте-содержащие отходы были вывезены на специализированные полигоны для утилизация или захоронения.

В результате проведения работ по ликвидации последствий попада-ния нефтепродукта на почву и акваторию водного объекта образовались следующие виды отходов:

1) замазученный грунт в количестве 7,5 т передан для восстановления (очистка от нефтепродукта и дальнейшее использование) организа-ции ООО «Центр экологической безопасности» расположенной на территории города Рязани;


238

2) трава (камыш) и сорбент, загрязненные нефтепродуктом. Данные отходы не подлежат восстановлению, не пригодны к повтор-ному использованию и переданы ООО «Центр экологической безопасности» для размещения в количестве 14 т на санкциони-рованном полигоне промышленных отходов МУП «Эколозащита»;

3) 3сорбирующий материал на основе полипропиленового волокна, загрязненный нефтепродуктом в количестве 6 тонн переданы ЗАО «Экология» (г. Орел) для переработки и обезвреживания. На основании «Методики исчисления размера вреда, причиненного

водным объектам вследствие нарушения водного законодательства» был определён суммарный экологический ущерб от загрязнения почвы и вод в результате аварии на подводном переходе МНПП через р. Упа, который составил 513,468 тыс. руб.

Список используемой литературы 1. Мазур, И.И. Экология строительства объектов нефтяной и газовой

промышленности / И.И. Мазур и др. – М.: Недра, 1991. – 279с. 2. Удельные нормативы образования отходов производства и потребле-

ния при строительстве и эксплуатации производственных объектов ОАО «АК Транснефть» РД 200153-39.4-115-01.

3. Абрамян, С.Г. Управление экологичностью реконструкции и капи-тального ремонта магистральных трубопроводов. ВолгГАСУ / С.Г.Абрамян. – М.; 2007.

Работа выполнена при поддержке Минобрнауки (ГК № П708 от 20.05.2010).

ТРАНСЛОКАЦИЯ СВИНЦА В ОВОЩНЫЕ КУЛЬТУРЫ Н.А. Комарова, К.Е. Баринова, К. Пожиган

Агрохимцентр «Владимирский», г.Владимир, Россия

В настоящее время объем выбросов тяжелых металлов в результате хозяйственной деятельности человека значительно превышает их естест-венное поступление в природную среду. Главным антропогенным источни-ком металлов служат промышленные предприятия, жилищно-коммуналь-ное хозяйство, сельскохозяйственное производство, транспорт.


239

В последние годы возросло поступление тяжелых металлов с вых-лопными газами автотранспорта. Большую долю в них составляет свинец.

Свинец считается одним из наиболее опасных тяжелых металлов. Техногенное его накопление в окружающей среде идет особенно высокими темпами. Кроме того, свинец обладает большим сродством к физиоло-гически важным органическим соединениям и способен подавлять наиболее значимые процессы метаболизма, тормозить рост и развитие растений. В сельскохозяйственном производстве это приводит к снижению продуктивности и ухудшению качества растениеводческой продукции.

В бассейне реки Клязьмы расположены автомагистрали с очень интенсивным движением автотранспорта. Вдоль дорог находятся населен-ные пункты, главным образом, сельские поселения с приусадебными участками, на которых выращиваются овощи. С выхлопными газами автомобилей свинец поступает в придорожные полосы и относится ветром на близлежащие огородные участки и поля. Поэтому необходимо отслежи-вать содержание свинца в почвах и изучать его поведение в системе «почва-растение».

С целью изучения действия загрязнения почвы свинцом на урожай и качество важнейших овощных культур были заложены стационарные микрополевые опыты на дерново-подзолистой супесчаной почве (табл. 1).

Таблица 1 Характеристика исходной почвы

Показатели Единица измерения

Содержание

Гумус Подвижный фосфор, Р2О5 Обменный калий, К2О

% мг/кг почвы мг/кг почвы

1,35 35 125

Сумма поглощенных оснований, S мг/экв./100г почвы 2,29 Кислотность: гидролитическая, Н2

обменная, рН сол. выт.

мг/экв./100 почвы

рН

3,7 4,1

Валовое содержание Рb мг/кг почвы 5,8 Подвижные формы Рb мг/кг почвы 0,87


240

Опыты проводились в сосудах из винипласта площадью 1296 см2

(сосуды 36х36 см высотой 30 см без дна, установленные в почву на глубину 25 см).

В сосудах выращивались капуста сорта «Грибовский ранний» и лук сорта «Стригуновский».

В опытах исследовалось также воздействие извести, органических и минеральных удобрений на подвижность свинца и его поступление в растения.

Схема опыта: 1. Контроль 2. N120 P100 К120 - фон 3. Фон + Рb 4. Фон + Рb + известь 5. Фон + Рb + навоз 6. Фон + Рb + навоз + известь 7. NРК (двойные дозы) + Рb.

Для создания искусственно загрязненной почвенной среды свинец вносился в почву в виде раствора водорастворимой чистой соли в расчете на чистый металл 100 мг/кг почвы (уксуснокислый свинец в количестве 273 мг/кг почвы).

В качестве минеральных удобрений использовались аммиачная селитра (34,6% д.в.), двойной суперфосфат (43% д.в.), хлористый калий (59% д.в.). В качестве органических удобрений применялся перепревший навоз из расчета 60 т/га. Вносилась известь в виде природной доломитовой муки в дозе 10 т/га (двойная норма по гидролитической кислотности).

Отбор образцов, проведение химических анализов в почвах и растениях осуществлялись в соответствии с ГОСТами и методическими указаниями, разработанными ЦИНАО.

О механизмах устойчивости овощных культур к повышенным концентрациям тяжелых металлов, и свинца в том числе, сведений пока мало. В наших опытах получились результаты, приведенные в табл. 2, 3, 4, 5.


241

Таблица 2 Урожайность капусты

Варианты опыта Урожайность по годам, г/сосуд – 0,13 м2

1995 1998 2009 1. Контроль 435 387 471 2. N120 P100 К120 - фон 747 697 633 3. Фон + Рb - 32 587 4. Фон + Рb + известь 1633 1417 1013 5. Фон + Рb + навоз - 22 945 6. Фон + Рb + навоз + известь 1679 1490 1230 7. NРК (двойные дозы) + Рb - 15 497

В данном опыте в 1995 году в вариантах 3, 5, 7 наблюдалась гибель

растений капусты из-за токсичного воздействия свинца.

Таблица 3 Урожайность лука

Варианты опыта Урожайность по годам, г/сосуд – 0,13 м2

1995 1998 2009 1. Контроль 176 271 170 2. N120 P100 К120 - фон 242 343 431 3. Фон + Рb 14 19 407 4. Фон + Рb + известь 417 477 423 5. Фон + Рb + навоз 12 19 427 6. Фон + Рb + навоз + известь 413 602 443 7. NРК (двойные дозы) + Рb 12 15 335

Анализ данных учета урожая капусты и лука за 1995 и 1998 годы

показывает, что свинец негативно воздействует на растения – его фитотоксичность снижалась только при внесении извести, а также при совместном применении извести и навоза (варианты 4 и 6). Внесение навоза в отдельности не приводило к положительному результату (вариант 5), а в опыте с капустой в 1995 году наблюдалась даже гибель растений.

Не выявлено также положительного воздействия двойных доз минеральных удобрений (вариант 7).


242

Урожайность капусты и лука в 2009 году по всем вариантам опыта была выше, чем на контроле и несколько больше, чем в варианте 3. В данном случае фитотоксичность свинца снизилась по вариантам 3, 4, 5, 6, 7 в результате последействия повторного известкования, проведенного в 2001 году.

Положительное воздействие извести в отдельности и в сочетании с навозом проявилось и в накоплении свинца в овощной продукции (табл. 4, 5).

Таблица 4 Содержание свинца в капусте

Варианты опыта Содержание Рb, мг/кг продукции

1995 г. 1998 г. 2009 г. 1. Контроль 0,14 0,23 0,20 2. N120 P100 К120 - фон 0,18 0,27 0,19 3. Фон + Рb - 0,78 0,26 4. Фон + Рb + известь 0,16 0,29 0,25 5. Фон + Рb + навоз - 0,65 0,32 6. Фон + Рb + навоз + известь 0,20 0,27 0,28 7. NРК (двойные дозы) + Рb - 0,89 0,26

Таблица 5

Содержание свинца в луке

Варианты опыта Содержание Рb, мг/кг продукции

1995 г. 1998 г. 2009 г. 1. Контроль 0,14 0,17 0,20 2. N120 P100 К120 - фон 0,14 0,16 0,15 3. Фон + Рb 0,15 0,76 0,39 4. Фон + Рb + известь 0,18 0,16 0,14 5. Фон + Рb + навоз 0,89 0,58 0,34 6. Фон + Рb + навоз + известь 0,14 0,17 0,14 7. NРК (двойные дозы) + Рb 1,04 0,78 0,47

Проведение известкования всего опыта в 2001 году и его

последействие способствовало снижению поступления свинца в продукцию


243

и капусты и лука в 2009 году по сравнению с содержанием Рb в 1995 и 1998 гг. (вариант 3).

Таким образом, известкование почв способствует уменьшению поступления свинца в капусту и лук и является высокоэффективным приемом, снижающим его фитотоксичность.

Однако необходимо отметить, что в связи с увеличивающимся с каждым годом поступлением свинца и других тяжелых металлов в окружающую среду, нарастает актуальность проведения многосторонних исследований по поведению тяжелых металлов в такой сложной системе как «почва-растение». ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛИЯНИЯ КЛИМАТИЧЕСКИХ И БИОКЛИМАТИЧЕСКИХ

УСЛОВИЙ НА ЗАБОЛЕВАЕМОСТЬ БОЛЕЗНЯМИ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

НАСЕЛЕНИЯ ЦФО РФ Е.Ю. Кулагина, А.Н. Краснощёков Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых,


Various changes in conditions, including weather, affect the human body. Such changes can have a tonic or conversely a negative impact, including the nervous system of the body.

Актуальность данного исследования обусловлена тесным взаимо-

действием организма человека с окружающей средой. Цель данной работы – определить влияние климатических и биоклиматических условий на заболеваемость болезнями нервной системы человека. Объектом исследо-ваний являлся Центральный федеральный округ, который располагается в центре европейской части России и включает в себя 18 регионов. Для расчета биоклиматических параметров использовались гидрометеорологи-ческие данные за период с 2001 по 2008 года с 44 метеостанций ЦФО и приграничных областей.

В медицинской литературе существуют описания достаточно большого количества патологических изменений нервной системы. Их можно разделить на болезни инфекционной и неинфекционной природы. Группа инфекционных источников вызывают воспалительные повреждения нервной системы (бактериальные, грибковые инфекции и т.д.). Среди


244

группы неинфекционной природы выделяют травматические, наследствен-ные и сосудистые причины [1].

Различные изменения условий, в том числе климатических, оказы-вают влияние на организм человека. Такие изменения могут оказывать тонизирующее или наоборот негативное влияние, в том числе и на нервную систему организма. Это подтверждают полученные результаты анализа. Установлена зависимость между межсуточным изменением температуры воздуха и болезнями нервной системы. В таких областях как Смоленская и Тверская установлена прямая зависимость, где повышение межсуточного колебания температуры ведет к возникновению или осложнению болезней данной группы. В Ивановской, Липецкой и Орловской областях увеличение изменения температуры ведет к снижению заболеваний нервной системы. Это может быть связано с различной длительностью периодов перепадов температуры. Средней пороговой чувствительностью человека является перепад температуры в 6°С в сутки. Но в разных областях этот показатель может несколько колебаться, поэтому в ряде областей это значение может отрицательным образом влиять на организм человека, а в других, наоборот, оказывать тонизирующее действие.

Основную группу болезней нервной системы составляют сосудистые заболевания. К ним относятся острые нарушения мозгового кровообра-щения (инсульты) и хроническая сосудисто-мозговая недостаточность, ведущая к выраженным изменениям со стороны мозга [2]. В связи с этим большое влияние на самочувствие человека оказывают перепады давления. Проведенный нами корреляционный анализ позволил выявить регионы, в которых межсуточное изменение давление оказывает негативное влияние на состояние нервной системы. Это характерно для Костромской (r=0,7), Рязанской (r=0,75) и Тверской (r=0,76) областей.

Полученные значения средней температуры воздуха также свиде-тельствуют о влиянии на болезни нервной системы. Согласно полученным регрессионным зависимостям, увеличение среднегодовой температуры воздуха повышает риск развития и проявления нервно-психических расстройств. Коэффициент корреляции изменяется от 0,72 в Костромской области до 0,85 в Рязанской области.

Расчет биоклиматических параметров показал, что наибольшее влияние на состояние нервной системы человека оказывают эквивалентно-эффективная температура (EET) и количественный критерий климатичес-


245

кого комфорта (H). Показатель ЕЕТ учитывает влияние температуры, скорости ветра и влажности воздуха. На территории ЦФО этот показатель изменяется от 24,5 до 33,0°С, что соответствует изменению условий от умеренной до сильной тепловой нагрузки. Усиление тепловой нагрузки ведет к переутомлению нервных центров мозга, что в свою очередь оказывает негативное влияние на нервную систему человека. Наиболее ярко это проявляется на территории Липецкой (r=0,81) и Курской (r=0,76) областей (рис.1).

Рис. 1. Зависимость первичной заболеваемости населения Курской области болезнями нервной системы от эквивалентно-эффективной температуры

До порогового значения ЕЕТ в 30°С заболеваемость либо остается на

постоянном уровне (на территории Липецкой области), либо незначительно увеличивается (в Курской области). При увеличении ЕЕТ свыше 30°С возрастает вероятность развития заболеваний данной группы.

По значениям ЕЕТ в ряде областей (Смоленская, Брянская, Ярослав-ская) наблюдаются близкие условия. Значения ЕЕТ изменяются от 29,0 до 31,1°С. Но в этих областях этот биоклиматический параметр не оказывает такого сильного влияния на заболевания нервной системы как в Липецкой или Курской областях. В результате сравнительного анализа основных метеорологических факторов, входящих в состав эквивалентно-эффектив-


246

ной температуры, на территории этих областей было выявлено, что на территории Смоленской и Ярославской областей средняя температура воздуха ниже, а влажность наоборот выше, чем на территории Курской и Липецкой областей. В Брянской области, где значение ЕЕТ близко к значениям этого параметра для Курской и Липецкой области, более высо-кая температура воздуха в течение года сочетается с высокой влажностью. Такие погодные различия на территории областей производят различный эффект на возникновение или обострение болезней нервной системы.

Количественный критерий климатического комфорта (H) учитывает комплексное влияние скорости ветра и температуры воздуха. На всей территории региона условия по этому критерию оцениваются как холод-ные. В Московской (r=-0,8) и Рязанской (r=-0,87) областях повышение этого показателя оказывает тонизирующее воздействие на нервную систему и ведет к снижению вероятности возникновения или осложнения болезней нервной системы. В Липецкой (r=0,8) и Ярославской (r=0,88) областях повышение значения количественного критерия климатического комфорта оказывает противоположное влияние. В этих областях увеличение Н ведет к возрастанию вероятности развития или осложнения развития болезней нервной системы.

Таким образом, в результате данного исследования был проведен корреляционный анализ, позволивший выявить регионы ЦФО, в которых на состояние нервной системы наибольшее влияние оказывают климатичес-кие и биоклиматические факторы. Изменения погоды при определенном сочетании метеофакторов могут вызывать обострения и способствовать возникновению заболеваний нервной системы, или, наоборот, оказывать тонизирующее влияние на организм.


1. Исаев, А.А. Экологическая климатология / А.А. Исаев. – М.: Научный мир, 2003. – 472с.

2. Трифонова, Т.А. Региональное медико-экологическое зонирование. / Т.А. Трифонова, Н.В. Селиванова, А.Н. Краснощеков, О.Н. Сахно. – Владимир, 2007. – 80с.

Работа выполнена при поддержке АВЦП (проект №2.1.3/11358).


247

ОЦЕНКА ИНДЕКСА ПАТОГЕННОСТИ ПОГОДЫ НА ТЕРРИТОРИИ ЦФО РФ Е.Ю. Кулагина, А.Н. Краснощёков Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых,


Contribution of individual meteorological elements in pathogenicity index weather varies and is different for different areas because of heterogeneity of geographical conditions. To assess the contribution of each of the parameters of weather that make the IPP was created three-dimensional model of the weight pathogenicity index forecast.

Для человека важным является связь погоды со здоровьем, так как

изменение метеорологических элементов способно вызывать неблагоприят-ные патологические состояния и способствовать возникновению или обострению хронических заболеваний.

Для комплексной оценки метеофакторов предложено большое количество биоклиматических показателей, которые рассчитываются на основе отдельных метеоэлементов. Наиболее комплексным и информатив-ным показателем является индекс патогенности погоды (ИПП).

Индекс погоды, или общий индекс патогенности, слагается из частных индексов патогенности, каждый из которых пропорционален квадрату параметра патогенности, отражающему динамику погоды суток по изменению температур воздуха, влажности, скорости ветра, облачности, межсуточного изменения атмосферного давления, температуры и т.д.

Оптимальные значения параметров патогенности, при которых возникает минимум метеопатических реакций: температура 18°С, относи-тельная влажность 50%, скорость ветра 0 м/с, облачность 0 баллов, изменчивость давления 0 мб/сут., изменчивость температуры 0°С/сут. [1].

В ходе данного исследования индекс патогенности погоды рассчитывался для территории Центрального федерального округа, который расположен в центре европейской равнины и состоит из 18 регионов. Для определения ИПП использовались данные гидрометеороло-гической службы за период с 2001 по 2008г. Для оценки пространственного распределения индекса патогенности на территории ЦФО были созданы и разработаны карты ИПП за каждый год, пример такой карты за 2008 год представлен на рис. 1.


248

Рис. 1. Индекс патогенности погоды на территории ЦФО за 2008 г.

Анализ и сравнение полученных карт показывает, что индекс

патогенности погоды за исследуемый период изменяется от 14 до 34 баллов, что соответствует изменению условий от «раздражающих» до «острых». На большей части региона условия характеризуются как «раздражающие». В таких областях как Рязанская, Воронежская ИПП более 25 баллов, что характеризует условия как «острые».

Вклад отдельных метеорологических элементов в индекс патогенности погоды неодинаков и отличается для различных областей вследствие неоднородности географических условий. Для оценки вклада каждого из параметров погоды, образующих ИПП, была создана трехмерная весовая модель индекса патогенности погоды (рис. 2). Данная модель разрабатывалась в геоинформационной системе ArcGIS 9.3 методом интерполяции по обратно-взвешенным расстояниям (ОВР).

Предложенная модель ИПП наглядно отражает вклад каждого из метеоэлементов в формирование индекса. Данная модель состоит из шести слоев, каждый из которых представляет собой частный индекс патоген-


249

ности. Верхний слой (общий индекс патогенности) образуется путем суммирования отдельных индексов. С помощью шкалы можно определить вес каждого из частных индексов в ИПП на территории любой области ЦФО в баллах.

Рис. 2. Трехмерная весовая модель индекса патогенности погоды

на территории ЦФО РФ

Исходя из разработанной модели видно, что распределение веса частных индексов патогенности неоднородно. На территории разных областей вклад отдельных индексов отличается.

На территории всего исследуемого региона наименьший вклад в общий индекс патогенности погоды вносят межсуточное изменение давления, скорость ветра и облачность. Индекс патогенности температуры имеет большее значение на территории южных областей (Воронежская, Липецкая, Белгородская), чем индекс патогенности влажности. Преобла-дающее значение в формировании индекса патогенности на всей террито-рии исследуемого региона имеет индекс патогенности межсуточного изменения температуры. Наибольший вес этот критерий имеет в южных регионах. В таких областях как Воронежская, Липецкая значение индекса


250

патогенности межсуточного изменения температуры более 25 баллов, минимальное значение этого фактора наблюдается в Брянской и Костром-ской областях (около 5 баллов).

Распределение общего индекса патогенности погоды на территории ЦФО показывает, что «острые» условия характерны для Воронежской и Рязанской областей. Причиной таких условий является большая величина межсуточного изменения температуры воздуха на территории этих областей.

На территории таких областей как Курская и Брянская за счет меньшего межсуточного изменения температуры условия по ИПП характе-ризуются как «раздражающие».

Таким образом, при помощи ГИС ArcView GIS 3.1 и ArcGIS 9.3 были созданы карты и трехмерная весовая модель индекса патогенности погоды.

Полученные результаты могут найти применение при выборе наиболее благоприятных мест жительства и отдыха, а также могут исполь-зоваться в системе органов здравоохранения [2].


1. Бокша, В.Г. Медицинская климатология и климатотерапия / В.Г. Бокша, Б.В. Богуцкий. – Киев: Здоров´я, 1980. – 264с.

2. Трифонова Т.А. Природно-антропогенные факторы и здоровье населения / Т.А.Трифонова, А.Н. Краснощёков, Н.В. Селиванова, О.Н. Сахно, И.Е. Салякин. – Владимир: ВООО ВОИ ПУ «Рост», 2009. – 76с.

Работа выполнена при поддержке АВЦП (проект №2.2.3.3/11515). НОРМАТИВЫ ОБРАЗОВАНИЯ ОТХОДОВ И ЛИМИТЫ НА ИХ РАЗМЕЩЕНИЕ М.В. Лапшина1, Н.В. Селиванова2

1Владзернопродукт, г.Владимир, Россия 2Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых,


Рассмотрено предприятие ПОВО «Владзернопродукт» (Лакинский учас-ток) как источник образования отходов, произведен расчет нормативов образования отходов, разработаны мероприятия по снижению количества образования и размещения отходов.


251

Потребительское Общество Взаимного Обеспечения «Владзерно-продукт» специализируется на птицеводстве. В его состав входят три птицефабрики.

Лакинская птицефабрика специализируется на производстве яйца куриного пищевого, яичного белка пастеризованного, яичного желтка пастеризованного, яичного меланжа пастеризованного, мяса кур-тушек потрошеных, субпродуктов птичьих.

В состав предприятия входят следующие структурные подразделе-ния: Цех инкубации; Цех выращивания молодняка; Цех промышленного стада; Убойный цех; Цех утилизации отходов; Яйцесклад; Цех переработки жидкого яйца; Ветеринарная служба; Участок упаковки готовой продукции; Пометохранилище; Теплотехническая служба; Ремонтно-механическая мас-терская (РММ); Электроцех; Гараж (с ремонтными боксами); Склад ГСМ; Автозаправочная станция; Производственная столовая; Очистные сооруже-ния биологической очистки (ОСБО); Хозяйственная служба; Администра-тивно-управленческая служба.

Количество образующихся на предприятии отходов составляет 2091,76 т/год, в том числе по классам опасности для окружающей природ-ной среды:

− 1 класса опасности – 0,208 т/год; − 3 класса опасности – 10,52 т/год; − 4 класса опасности – 38,112 т/год; − 5 класса опасности – 2042,92 т/год (табл. 1).

Отходы на период формирования транспортной партии для передачи специализированным предприятиям по обезвреживанию, использованию, захоронению отходов накапливаются на территории предприятия в специ-ально предназначенных для этого местах. Количество объектов размещения отходов на срок хранения до 3 лет – 7. Объекты хранения отходов сроком более 3 лет и объекты захоронения отходов на предприятии отсутствуют.

Количество отходов, подлежащих накоплению на предприятии, составляет 2091,76 т/год, в том числе по классам опасности:

− 1 класса опасности – 0,208 т/год; − 3 класса опасности - 10,52 т/год; − 4 класса опасности - 38,112 т/год; − 5 класса опасности – 2042,92 т/год.


252

Использование и обезвреживание отходов на предприятии не осуществляется.

Таблица 1 Классификация отходов производственной деятельности предприятия

1 класс 2 класс 3 класс 4 класс 5 класс Ртутные лам-пы, люминес-центные ртутьсодер-жащие труб-ки отработан-ные и брак

Кислота аккуму-ляторная серная отрабо-танная

Аккумуляторы свинцовые отра-ботанные неразобранные, со слитым электролитом

Покрышки отработанные

Скорлупа от куриных яиц

Масла автомобильные отработанные

Песок, загрязнен-ный маслами (содержание масел менее 15%)

Отходы внутренностей птицы

Прочие отходы нефтепродуктов, продуктов перера-ботки нефти, угля, газа, горючих сланцев и торфа

Отходы абразив-ных материалов в виде пыли и порошка

Отходы крови животных и птицы

Обтирочный материал, загряз-ненный маслами (содержание ма-сел 15% и более)

Отходы смеси затвердевших разнородных пластмасс

Отходы мяса, ко-жи, прочие части тушки несортиро-ванные от убоя домашней птицы

Всплывающая пленка из нефте-уловителей (бен-зиноуловителей)

Отходы перьев и пуха

Отходы упаковоч-ного картона незагрязненные

Песок, загрязнен-ный маслами (содержание ма-сел 15% и более)

Помет куриный перепревший

Стеклянный бой (незагрязненный)

Шлам очистки трубопроводов и емкостей от нефти

Лом и отходы черных металлов с примесями

Изделия из нату-ральной чистой древесины, поте-рявшие свои пот-ребительские свойства


253

Окончание табл. 1 1 класс 2 класс 3 класс 4 класс 5 класс

Отходы (осадки) при механической и биологической очистки сточных вод (мусор с реше-ток от механичес-кой и биологичес-кой очистки произ-водственных сточных вод)

Прочие комму-нальные отходы (смет с террито-рии организаций, не содержащий опасные компо-ненты в количест-ве, токсичном для окружающей среды)

Отходы (осадки) при механической и биологической очистки сточных вод

Отходы полипропилена в виде пленки

Обувь кожаная рабочая, потерявшая потребительские свойства

Пищевые отходы кухонь и органи-заций обществен-ного питания несортированные

Другие отходы минерального происхождения

Отходы бумаги и картона от канце-лярской деятель-ности и дело-производства

Мусор от бытовых помещений организаций несортированный

Абразивные круги отработанные, лом отработанных абразивных кругов

Разнородные отходы бумаги и картона

Лом черных металлов несортированный

Обрезки и обрыв-ки тканей

Резиновые изде-лия незагрязнен-ные

Остатки и огарки стальных свароч-ных электродов


254

В работе выполнены расчеты нормативов образования для каждого вида отхода на основании материально-сырьевого баланса движения сырья и материалов, отраслевых нормативов образования отходов [1-3], а также на основании сведений о фактическом образовании отходов за 2009 г. и плана перспективного развития предприятия. Ниже приведен пример расчета норматива образования ртутных ламп.

Расчет годового норматива образования ртутных ламп, люминес-центных ртутьсодержащих трубок отработанных и брака

Данный вид отхода образуется при замене вышедших из эксплуата-ции ртутных ламп, используемых для освещения производственных и административно-бытовых помещений предприятия.

Расчет количества отработанных ламп производится по формуле:

i

ii

ktnN *∑=

, шт/год

∑−

=i

iii

ktmn

M610***

, т/год, [4] где: ni – количество установленных ламп i-той марки, шт. ti – фактическое количество часов работы ламп i-той марки, час/год; ki – эксплуатационный срок службы ламп i-той марки, час; mi – вес одной лампы, г. Результаты расчета нормативного количества отхода представлены в

табл. 2. Таким образом, годовой норматив образования этого вида отхода

составляет 0,093 т/год. Аналогично рассчитаны нормативы образования других отходов. Выполнено обоснование предельного количества накопления отхо-

дов на территории предприятия. Разработаны планы мероприятий по снижению количества

образования и размещения отходов, обеспечению соблюдения действую-щих норм и правил в области обращения с отходами.

В результате выполненной работы разработан ряд рекомендаций по снижению количества опасных отходов, в частности предложено внедрение ускорителя ферментации куриного помета.


255

Таблица 2 Результаты расчета нормативного количества отхода ртутных ламп, люминесцентных ртутьсодержащих трубок отработанных и брака

Установлено ламп

Масса одной лампы,

г

Экплуата-ционный

срок службы одной лампы,

час.

Фактическое число часов работы ламп i-ой марки в

год, час/год

Кол-во вышед-ших из эксплуа-тации

ламп,шт.

Норматив-ное коли-чество

отхода, т Тип Кол-

во, шт.

ЛБ-40 200 210,0 12000 8760 146 0,031

ДРЛ-250

212 400,0 12000 8760 155 0,062

Итого: 412 - - - 301 0,093

Внедрение на предприятии ускорителя ферментации (УФ) является экономически и экологически выгодным. Экологической выгодой пред-приятия является снижение класса опасности отхода помета куриного до пятого, срока обезвреживания, срока хранения па территории предприятия. Экономической выгодой предприятия является расширения рынка сбыта полученного удобрения, а также покрытие расходов на обезвреживание отхода в размере 60000 руб. Учитывая затраты на закупку УФ 12131 руб., общая сумма затрат составит 72637руб. Прибыль от продажи обезвре-женного помета составит 93281,00 руб. Экономический эффект 20644 руб.

Список используемой литературы 1. Постановление Правительства РФ от 16.06.2000г. № 461 (ред. от

29.08.2007 г.) «О правилах разработки и утверждения нормативов образования отходов и лимитов на их размещение».

2. Методические указания по разработке проектов нормативов образова-ния отходов и лимитов на их размещение /утв. Приказом ФС по эколо-гическому, технологическому и атомному надзору от 19.10.2007г. №703)

3. Федеральный классификационный каталог отходов (в ред. Приказа МПР РФ от 30.07.2003г. №663)

4. Сборник методик по расчету объемов образования отходов, Санкт-Петербург, 2000г.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант №11-05-97505р_центр_а).


256

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МЕНЕДЖМЕНТ В АГРОПРОМЫШЛЕННОМ КОМПЛЕКСЕ А.С. Лисятникова2, Т.А. Трифонова1, М.Е. Ильина2

1МГУ им. М.В. Ломоносова, г.Москва, Россия 2Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых,


Развитие каждого предприятия должно основываться на грамотном управлении ресурсным потенциалом, техническими средствами и кадрами, задействованными на производстве. Немало важным является учет эколо-гических факторов производства с целью снижения негативного воздейст-вия на окружающую среду.

Предприятия агропромышленного комплекса здесь не исключение. Быстрыми темпами в последнее время развивается Экологическое сельское хозяйство. Организации, занимающиеся производством экологической продукции, гарантируют современным потребителям высокое качество потребляемых товаров. Происходит интенсивное формирование мирового рынка «экологически чистых» продуктов. У предприятий с таким подходом формируется особое отношение между производственным процессом и окружающей природной средой. Заметим, эффективное управление экологическими аспектами предприятия невозможно без внедренной и постоянно функционирующей системы экологического менеджмента. Разработка и внедрение подобных систем регламентируется междуна-родными стандартами серии ISO 14000 и адаптированными ГОСТами Р ИСО 14000 [3].

Благодаря внедрению СЭМ на производстве происходит минимиза-ция отрицательного влияния на окружающую среду. Поддерживается порядок и последовательность решений экологических вопросов, увеличи-вается эффективность управления экологическими аспектами предприятия через размещение ресурсов, распределение обязанностей и постоянную оценку методов и процедур производственного процесса.

Необходимость внедрения СЭМ российским предприятиям также определяется уже фактически решенным вопросом вступления России во Всемирную торговую организацию (ВТО), в которой такая деятельность рассматривается как необходимый элемент устойчивого функционирования организации [2]. Кроме того, целью экологической политики страны является поддержание целостности природных систем и их жизнеобеспе-


257

чивающих функций для развития общества, здоровья населения и обеспече-ния экологической безопасности [1]. Поэтому количество предприятий сертифицированных по системе ISO 14000 ежегодно увеличивается.

Примером такого предприятия может служить компания Danone, покорившая российский рынок в 1995 году. На сегодняшний день в России компания Danone представлена двумя предприятиями по производству кисломолочной продукции. Завод сертифицирован по международным стандартам ISO 9001:2000 и ISO 14001:2004, устанавливающим требования к системе экологического менеджмента и менеджмента качества, а в 2008 году успешно прошел GREEN аудит.

Компания Danone еще в 70-х годах запустила программу по переработке отходов упаковки, в 1996 году была принята Экологическая Политика компании. В 2000 году компанией был запущен проект по сокращению потребления энергии на 20% и воды на 30% на всех заводах Danone в мире к 2010 году, который успешно выполнен раньше срока.

Danone в России активно участвует в реализации экологических инициатив головной компании и добивается значительных успехов по охране окружающей среды в нашей стране. Завод в Чеховском районе – одно из самых технологически совершенных производств Danone в мире, которое соответствует не только современным российским, но и междуна-родным стандартам качества и безопасности. Так, показатели очистки воды здесь в 2 раза выше требуемых пределов. Применение экологически чистых сырья и материалов, увеличение вторичной переработки отходов, уменьше-ние соотношения веса упаковки к весу продукта также являются важной частью работы компании.

В середине 2008 года в Danone в России стартовал глобальный проект «Carbon and water footprint reduction» («Снижение потребления воды и выбросов углекислого газа»), участие в котором принимают все предприятия компании Danone в мире. Данный проект заключается в оценке влияния всех процессов жизненного цикла продукции, от закупки молока до реализации готового продукта в магазине, на количество выбро-сов в атмосферу диоксида углерода (CO2) и потребление воды. В России была создана кросс-функциональная проектная команда, в состав которой вошли представители всех вовлеченных в проект отделов: закупок, развития новых продуктов, производства, логистики и поставок. Благодаря усилиям проектной команды к концу 2008 года были полностью собраны


258

данные по выбросам CO2 и потреблению воды за прошедший период и был составлен план по сокращению этих показателей.

Политика компании Danone в области экологии позволяет по-новому взглянуть на существующие процессы производства и реализации продукции, выявить возможности для их совершенствования, оптимизации и сокращения затрат [4].

Во Владимирской области пионером в получении сертификата соответствия международному стандарту ISO 14000 стала компания ЗАО «Крафт Фудс Рус», г. Покров Петушинского района.

В январе 2005 года на шоколадной фабрике ЗАО «Крафт Фудс Рус» экспертами Международной сертификационной сети IQNet был проведен сертификационный аудит, целью которого явилось подтверждение соответ-ствия системы экологического менеджмента на предприятии требованиям международного стандарта ISO 14000. Положительные результаты аудита позволили экспертам принять решение о выдаче сертификата соответствия, подтверждающего, что компания внедрила и применяет систему экологи-ческого менеджмента к деятельности по производству шоколадных изде-лий.

Новая система экологического менеджмента (СУОС) позволяет компании целенаправленно снижать объемы потребляемых ресурсов и отходов производства, строго и в полном объеме соблюдать природо-охранное законодательство за счет организации соответствующего меха-низма контроля и управления на предприятии. Кроме этого, СУОС способствует повышению уровня экологической культуры и ответствен-ности за окружающую среду среди работников производства, дает дополнительные конкурентные преимущества при участии в конкурсах и тендерах, а также увеличивает лояльность со стороны органов местного управления и кредитных организаций и в целом позволяет снижать управленческие затраты за счет сбалансированности систем менеджмента.

Основными пунктами экологической политики предприятия стали: − систематическое совершенствование основных и вспомогательных

процессов производства и процессов управления с целью непрерыв-ного улучшения системы экологического менеджмента и повышения экологической результативности деятельности завода;

− проведение мероприятий, направленных на снижение воздействия на окружающую среду;


259

− проведение строгого систематического контроля экологических показателей с целью обеспечения оценки соответствия применимым нормативно-правовым и другим требованиям, а также для анализа результатов функционирования системы экологического менеджмента со стороны руководства;

− постоянное совершенствование комплекса превентивных мер по предотвращению возможности аварийных ситуаций, а в случае их возникновения – применение мер по ликвидации последствий для окружающей среды;

− регулярное обучение с целью обеспечения персонала необходимыми знаниями по экологическим аспектам завода и навыками проведения работ таким образом, чтобы минимизировать негативные воздействия на окружающую среду [5]. Приведенные примеры являются российскими филиалами зарубеж-

ных компаний. Подобного результата следовало ожидать, так как для иностранных инвесторов и поставщиков разработанная и успешно функционирующая система СЭМ на предприятии является необходимой основой делового сотрудничества. Вывод

Практика зарубежных стран, и российский опыт, приобретенный за последние 5-10 лет, показывают, что внедрение систем экологического менеджмента (СЭМ) позволяет организациям совмещать достижение целей основной производственной и природоохранной деятельности, при этом обеспечивая эффективное снижение и предотвращение воздействия на окружающую среду. Благодаря распространению подходов СЭМ в нацио-нальном и региональном масштабах успешно сочетается экономический рост регионов с сохранением благоприятной окружающей среды. Это делает принципы реализации СЭМ актуальными на современном этапе экономического развития России.


1. Кручинина Н.В. Совершенствование экономических инструментов управления охраной окружающей среды и природопользованием в условиях перехода к устойчивому развитию // Менеджмент в России и за рубежом. 2010. № 6. – С.95-101. ISSN 1028-5857


260

2. Савкин В.И. Нужен ли экологический менеджмент для малого пред-принимательства России? // Менеджмент в России и за рубежом. 2008. № 5. – С.136-139. ISSN 1028-5857

3. http://certifico.endorse.ru 4. http://www.danone.ru/rus/about/russia.wbp 5. http://www.kraft-foods.ru


ОЦЕНКА АДАПТАЦИОННЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ СТУДЕНТОВ, ОБУЧАЮЩИХСЯ НА НАЧАЛЬНЫХ КУРСАХ В ВУЗЕ

Н.В. Мищенко, Е.А. Рюмина, И.А. Климов Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых,

г.Владимир, Россия В настоящее время особую актуальность приобретают проблемы

адаптации молодежи к быстро меняющимся процессам современности. Наиболее значимым и эффективным средством социальной адаптации считается образование.

Начало учебной деятельности в вузе связано с переходом организма человека на новый уровень функционирования. На студента начинает действовать комплекс достаточно интенсивных факторов, при адаптации к каждому из которых формируется своя функциональная система. При этом эффективность адаптации определяется психологическими характеристи-ками личности студента, особенностями его организма. В процессе адаптации происходит формирование устойчивой системы отношений ко всем компонентам педагогической системы.

Целью работы явилось выявление и оценка адаптационных возмож-ностей студентов второго курса факультета химии и экологии Владимир-ского государственного университета.

В обследовании принимали участие 104 студента в возрасте от 17 до 21 года. Из них 63 девушки и 41 юноша. Использовались два программно-аппаратных комплекса: Нейрософт-психотест и Пульс-Антистресс.

Обследование студентов по методике «Шкала жизненных событий» (ПАК Нейрософт-Психотест) показало, что большинство студентов (69,2%) имеют высокую степень стрессовой нагрузки. У 6,7% обследуемых

http://certifico.endorse.ru

http://www.danone.ru/rus/about/russia.wbp

http://www.kraft-foods.ru


261

обнаружена пороговая степень стрессовой нагрузки, остальные студенты имеют низкую стрессовою нагрузку. Несмотря на высокий уровень стрессо-вой нагрузки, негативных физиологических изменений, оценка которых проводилась по методике «Физиологическая реакция на стресс» ПАК Нейрософт-Психотест, у большинства студентов не выявлено. Организма за счет различных физиологических реакций компенсируют высокую нагруз-ку.

На следующем этапе исследований для экспресс-диагностики адап-тационных и защитных ресурсов организма использовался программно-аппаратный комплекс «Пульс-Антистресс», позволяющий определить адаптационную реакцию, в которой находится в данное время организм, уровень реактивности, на котором поддерживается выявленная адаптацион-ная реакция, общее состояние адаптационных механизмов, а так же индекс напряженности.

Встречающиеся у обследованных студентов типы адаптационных реакций представлены на графике (рис.1.).

42,30%43,30%

3,80%10,60%

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

% студентов

СтрессТренировкаПовышенная активацияСпокойная активация

Рис. 1. Типы адаптационных реакций студентов второго курса факультета

химии и экологии ВлГУ На студентов одной группы могут действовать раздражители разной

силы, либо раздражители одной силы, которые субъективно в зависимости от особенностей организма могут восприниматься по-разному. Для 42,3% студентов, у которых проявляется стрессовая адаптационная реакция, об-становка, окружающая их во время учебного процесса в вузе, оказывается раздражителем большой силы. Следовательно, если их организм обладает низкой сопротивляемостью, могут возникнуть нарушения процессов адап-тации. У остальных студентов процесс обучения в вузе не вызывает стрес-совой реакции, значит, факторы, которые воздействуют на них, организм воспринимает как нормальные (обладающие слабой или средней силой).


262

Любая из адаптационных реакций может развиваться на разных уровнях реактивности, который количественно характеризует сопротивляе-мость организма и зависит от абсолютного количества раздражителя, который может меняться в широком диапазоне.

Результаты проведенных исследований показали, что низкие уровни реактивности отмечаются только у 3% обследованных студентов, боль-шинство студентов имеют достаточную резистентность для того, чтобы их организм нормально адаптировался к обучению в вузе.

Соотношение адаптационной реакции и уровня реактивности определяет состояние адаптации (рис. 2).

34,60%

54,80%

7,70%

2,90%

0,00% 20,00% 40,00% 60,00%

% студентов

Срыв адаптации

Состояние срываадаптацииНачальная стадия срываадаптацииНорма

Рис. 2. Состояние адаптации студентов второго курса

факультета химии и экологии ВлГУ Состояние срыва адаптации может быть вызвано как воздействием

раздражителя большой силы, так и низкой реактивностью организма. Среди обследованных студентов состояние срыва адаптации обнаружено у 10,6% и связано оно, в первую очередь, с низкой сопротивляемостью организма, а не с большой силой раздражителя. У студентов с нормально протекающими адаптационными рекакциями, организм обладает хорошим уровнем реактивности. Незначительные нарушения адаптационных механизмов у 54,8% исследуемых студентов связаны с понижением сопротивляемости организма неблагоприятным факторам.

Комплекс Пульс-Антистресс позволяет также определить индекс напряженности – показатель, характеризующий вариабельность кардио-интервалов. Он характеризует напряженность регуляторных систем орга-низма.


263

У большинства студентов (71%) индекс соответствует норме или немного ниже нормы. У 29% студентов он незначительно повышен, что свидетельствует о невысоких физических или эмоциональных нагрузках, которые испытывают эти студенты. Студенты со срывом адаптации показывают индекс напряженности, увеличенный в несколько раз.

Таким образом, обучение в вузе и связанные с этим изменения образа жизни на начальных курсах дают высокий уровень стрессовой нагрузки на студентов. Однако физиологическая реакция на стресс невелика и не может на данном этапе привести к высокому риску психосоматических наруше-ний. У большинства студентов адаптация к учебному процессу протекает нормально, вызывая адекватную степень активации всех систем организма. Проведенное обследование позволило выявить группу риска студентов, у которых на данном этапе намечаются процессы срыва адаптации. За физиологическим состоянием этих студентов необходим дополнительный мониторинг.

Работа выполнена при поддержке АВЦП (проект №2.1.3/11358).

КОМФОРТНОСТЬ КЛИМАТА КАРЕЛИИ ДЛЯ ПРОЖИВАНИЯ И ЛЕТНЕГО ТУРИЗМА

Л.Е. Назарова Институт водных проблем севера КарНЦ РАН, г. Петрозаводск, Россия

Ecological evaluation of the climate of Republic of Karelia is considered with

due regard to the modern observational data. Depending on combination of values of standard meteorological parameters, five types of local weather are distinguished, which characterize the climate comfort. Their frequency is evaluated.

Изучение влияния различных факторов окружающей среды, в

частности климатических, на здоровье населения является очень важным и актуальным направлением медицинской географии.

Для климата Карелии одним из определяющих климатообразующих факторов является недостаточное количество поступающей солнечной радиации. Известно, что ультрафиолетовые лучи с длиной волны короче 302-305 нм, благотворно влияющие на организм человека, достигают


264

поверхности Земли только при высоте солнца над горизонтом не менее 25-30°. В зимние месяцы максимальная высота солнца над горизонтом в районах Карелии не превышает 5°, что неблагоприятно сказывается на здоровье населения. Наименьшая суммарная солнечная радиация и отрица-тельный радиационный баланс наблюдаются с середины октября по март включительно, что связано с низким восхождением солнца над горизонтом и коротким световым днем на юге или с продолжительной полярной ночью на севере территории, с высоким альбедо подстилающей поверхности из-за устойчивого снежного покрова и с господствующей сплошной облачностью при циклонических типах погоды. Повторяемость пасмурного состояния неба (8-10 баллов общей облачности) в осенне-зимний период составляет 83-88%, что приводит к уменьшению продолжительности солнечного сияния (ПСС) в Карелии до 34-37% от возможного. Теоретически возмож-ная ПСС в Карелии составляет 4530 часов в год. Однако действительное ее значение из-за пасмурной погоды уменьшается до 1674 час/год. В Петро-заводске за год наблюдается в среднем 119 дней без солнца. Недостаточное количество поступающей солнечной радиации определяет невысокие значения температуры воздуха. Продолжительность холодного периода (со средними суточными температурами ниже 0°С) повсеместно превышает 160-170 сут. Продолжительность отопительного периода в среднем 240-250 дней. Лето (устойчивый переход среднесуточных температур воздуха через 10°С) наступает в конце мая на юге и в середине июня на севере респуб-лики. Устойчивый период времени с температурами воздуха выше 15°С по северу Карелии бывает только в теплые годы (обеспеченность менее 50%).

В любые сезоны года для климатических условий Карелии характер-на частая смена воздушных масс. В целом для территории республики наблюдается 215 дней с циклонами в течение года (для сравнения – в районе Москвы циклоны наблюдаются в течение 150-160 дней за год). Интенсивная циклоническая деятельность, относительно быстрая смена синоптических процессов обусловливают значительную изменчивость, порой даже в течение суток, значений метеорологических элементов и параметров. В Петрозаводске зарегистрировано повышение температуры воздуха в течение суток на 28,2°С. Средние значения колебаний темпера-туры воздуха от суток к суткам для района Петрозаводска составляют 2-3°С с мая по октябрь и 3-4°С с ноября по апрель. Для атмосферного давления


265

межсуточная изменчивость наибольшая в зимние месяцы (в среднем 6,6-7,2 гПа), в летние – наименьшая (3,6-4,3 гПа).

Комфортными для человека считаются температура воздуха 20оС и относительная влажность воздуха 35-60%. Такие условия в Карелии наблюдаются только в 3% случаев. Наиболее вероятны они в июле. Устойчивого периода комфортных климатических условий на территории Карелии нет. Объясняется это высокой влажностью и сравнительно низки-ми температурами. В среднем для Карелии число дней с относительной влажностью воздуха более 80% в течение суток составляет за год 150-170 дней, а с влажностью менее 30% – всего 3-9 дней. В насыщенном влагой воздухе в результате конденсации образуются мелкие капли с благоприят-ной средой для развития болезнетворных микробов. При условиях непре-рывно высокой влажности вероятно возникновение массовых заболеваний.

Для решения многочисленных практических задач, в частности, связанных с оценкой комфортности климатических условий территории для отдыха и туризма, необходимы комплексные климатические характерис-тики. Специалисты выделяют несколько типов погоды, взяв за основу различные сочетания температуры воздуха, скорости ветра и количества облачности. В данном исследовании использована методика Н.А. Данило-вой. Расчеты проводились для двух пунктов наблюдения, расположенных на западном и восточном берегах Онежского озера – Петрозаводск и Пудож – по данным за 1999-2009 гг. Оценив погодные условия для каждого конкретного дня в каждом пункте наблюдений за продолжительный период времени, можно говорить о комфортности или дискомфортности климати-ческих условий территории.

Согласно полученным нами данным в районе исследования в среднем за год наблюдается 10-12 дней, когда в течение целых суток погода остается комфортной. За 10 лет наблюдений в мае такой случай был отмечен только 1 раз в районе Петрозаводска и ни разу в районе МС Пудож. Наибольшее количество дней с комфортным типом погоды в течение суток возможно в июле и составляет в среднем 6,5-6,9 дней.

Далее, как рекомендовано в методике и принято в биоклиматических исследованиях, определение рекреационного типа погоды (т.е. погодных условий, комфортных для различных видов отдыха) производилось по ежедневным данным за 12 часовой срок наблюдений.


266

Установлено, что дни с комфортным типом погоды в дневные часы могут отмечаться в исследуемом районе в период с мая по сентябрь, достигая максимума в июле-августе (до 27 дней). Однако следует заметить, что комфортные условия в 12 часов дня не означают, что такая же погода будет наблюдаться в вечерние и, особенно, в ночные часы. Абсолютный минимум температуры воздуха в июле по данным МС Пудож -0,1°С (1986 г.) августа – -2,9°С (1983 г.). С октября по апрель погода холодная дискомфортная даже в дневные часы. В июне - августе в течение 1999-2009 гг. было отмечено в среднем 2-7 дней (максимальное количество 16 дней в июле 2003 г. в Пудоже), когда в полдень наблюдалась жаркая субкомфорт-ная погода (температура воздуха выше 24,0°С) и в среднем 1 день с жаркой дискомфортной погодой (температура воздуха выше 30°С). В отдельные годы температурный режим территории может значительно отличаться от многолетних значений. Так например, летом 2010 года по данным наблюдений на МС Пудож в течение июля-августа в данной районе было отмечено 17 дней, когда температура воздуха в дневные часы превышала + 30,0°С, а 29 и 30 июля достигала значений +35,5 и +35,6°С соответст-венно.

МЕТОД И МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОЦЕНКИ НЕКАНЦЕРОГЕННЫХ

РИСКОВ ХРОНИЧЕСКИХ ЭФФЕКТОВ В РЕЗУЛЬТАТЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

НИТРАТАМИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ (НА ПРИМЕРЕ ВЛАДИМИРСКОЙ ОБЛАСТИ) О.Н. Рязанцева, Л.А. Ширкин, Т.А. Трифонова Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых,

г.Владимир, Россия Proposed method and the mathematical model to estimate non-carcinogenic risks

from nitrate contamination of drinking water. Presented Health Environmental Assessment of morbidity blood circulation system to the population of Vladimir by the natural nitrate contamination of drinking water.

Анализ, обобщение имеющихся данных о заболеваемости и рисках

воздействия химических контаминатов пищевых продуктов и питьевой воды показал:


267

1. главной особенностью хронического токсического действия основных групп контаминантов является достоверно выявляемое в эпидемиоло-гических исследованиях прямое или опосредованное влияние на систему кровообращения и сердечнососудистую систему, что делает возможным проведение оценки неканцерогенных рисков хронических эффектов по заболеваниям сердечнососудистой системы с примене-нием методологии оценки рисков для здоровья;

2. из всех групп контаминантов приоритетными для мониторинга качест-ва продуктов питания и особенно питьевой воды являются нитраты, как наиболее распространенный источник возникновения неканцеро-генного риска хронических эффектов для сердечнососудистой системы;

3. оценка риска развития неканцерогенных хронических эффектов в результате контаминации продуктов питания и питьевой воды нитратами должна основываться на прогнозе индивидуальной вероят-ности развития наиболее существенных эффектов для сердечно-сосудистой системы методами аналитической эпидемиологии или числа случаев развития этих эффектов среди населения методами описательной эпидемиологии. Для целей медико-экологической оценки воздействия нитратов

питьевой воды на здоровье населения разработан метод оценки неканцеро-генных рисков хронических эффектов в результате загрязнения нитратами питьевой воды, который включает последовательное выполнении трех этапов исследования:

1. установление закона распределения концентраций нитрат-ионов в питьевой воде;

2. расчет для концентраций нитрат-ионов статистических параметров: центральной тенденции (Cц, мг/л), среднеквадратического отклонения (σ), верхней оценки (Cmax, мг/л);

3. основанный на предложенной математической модели расчет потен-циального риска неканцерогенных хронических (неспецифических) эффектов для сердечнососудистой системы в результате химического загрязнения воды нитрат-ионами. Метод оценки неканцерогенных рисков хронических эффектов в

результате химического загрязнения нитратами питьевой воды апробирован на примере Владимирской области


268

Этап 1. Установление закона распределения концентраций нитрат-ионов в питьевой воде.

Матаматико-статистический анализ скрининговых данных о концент-рациях нитрат-ионов в питьевой воде показал, что распределение концент-раций нитрат-ионов подчиняется логномальному закону, т.е. нормальному закону распределения подчиняется не сама величина концентрации нитрат-ионов, а её натуральный логарифм:

( )( )( ) ( )( )2

2

ln ln1ln exp22

цC Cp C

σσ π

− − =

где p – плотность распределения в зависимости от логарифма концент-рации нитрат-ионов в воде. Этап 2. Вычисление для концентраций нитрат-ионов статистических

параметров: центральной тенденции (Cц, мг/л), среднеквадратического отклонения (σ), верхней оценки (Cmax, мг/л).

Центральная тенденция оценивается как медианное значение измеренных концентраций нитрат-ионов.

Верхняя оценка концентраций вычисляется как верхняя граница энтропийного интервала неопределенности:

max 2,066ЦC C σ= + ⋅ – для случая нормального распределения

( )max exp ln 2,066ЦС C σ= + ⋅ – для случая логнормального распределения

Доля нестандартных проб оценивалась как вероятность обнаружения концентраций нитрат-ионов, превышающих ПДК (45 мг/л) путем интегри-рования функции плотности распределения:

( )( )max2

ln

2ln

ln1 exp22

Cц

ПДК

x Cdxω

σσ π

− − =

∫ – для логнормального закона

Параметры распределений концентраций нитрат-ионов в питьевой воде расчитаны для районов Владимирской области и для централизо-ванного водоснабжения города Владимир (табл. 1).

Самая неблагоприятная ситуация по превышению концентраций нитрат-ионов уровней ПДК в питьевых водах складывается в Петушин-ском, Юрьев-Польском и в Суздальском районах. В грунтовых водах эксплуатируемых водоносных горизонтов этих районов фиксируется самый высокий уровень (доля) нестандартных проб. Благоприятная ситуация ха-


269

рактерна для воды централизованной системы водоснабжения г.Владимира, а также для водоснабжения Кольчугинского и Александровского районов.

Таблица 1

Параметры распределения концентраций нитрат-ионов в питьевых водах децентрализованных и централизованных систем водоснабжения

Район Центральная тенденция

СКО Верхняя оценка

Доля нестандартных проб

ln Cц Cц, мг/л σ Cmax, мг/л % Суздальский р-н 3,6636 39,00 1,1720 439,1 45,14 Собинский р-н 3,0868 21,91 1,0835 205,5 25,32 Камешковский р-н 3,5977 36,51 1,0138 296,5 41,83 Судогодский р-н 3,0455 21,02 1,3094 314,4 28,05 Петушинский р-н 3,8628 47,60 1,5147 1088,0 51,48 Юрьев-Польский р-н 3,6666 39,12 1,7166 1357,1 46,75 Кольчугинский р-н 3,1221 22,69 0,7070 97,8 16,65 Гусь-Хрустальный р-н 2,4596 11,70 2,0022 732,3 25,05 Вязниковский р-н 3,1772 23,98 0,8882 150,2 23,92 Александровский р-н 1,9242 6,85 2,4634 1111,7 22,24 Киржачский р-н 3,6064 36,83 0,2899 67,0 24,49 Селивановский р-н 3,3506 28,52 0,6202 102,7 23,11 Меленковский р-н 3,5467 34,70 0,5112 99,8 30,56 г.Владимир 1,1817 3,26 0,2119 5,1 0,00

Этап 3. Оценка риска неканцерогенных хронических (неспецифи-

ческих) эффектов для сердечнососудистой системы. Оценка риска R неканцерогенных хронических (неспецифических)

эффектов, связанного с регулярным потреблемнием загрязненной питьевой воды, проводится согласно экспоненциальной беспороговой модели с учётом параметров логнормального закона распределения:


270

( ) ( )( )

( )( )( )

( ) ( )

ln 2,066

1 20

2

1 2

2

ln1 exp22

ln 0,841 exp

цC

ц

x

з

R P x P x dx

x CP x

eP x

ПДК K

σ

σσ π

+ =

− − = ⋅

= − ⋅

∫

где R – неканцерогенный риск хронических эффектов; Сц – концент-рация нитрат-ионов, соответствующая центральной тенденции, мг/л; σ – среднее квадратическое Kз – коэффициент запаса; ПДК = 45 мг/л – предельная допустимая концентрация нитрат-ионов в питьевой воде. Результаты оценки рисков по модели приведены в табл. 2.

Таблица 2 Значения индивидуального неканцерогенного риска хронических эффектов,

связанного с загрязнением питьевой воды нитрат-ионами

Район Риск, соответствующий

центральной тенденции, Rц, % Верхняя оценка риска, Rmax, %

Суздальский р-н 2,38 15,65 Собинский р-н 1,26 7,65 Камешковский р-н 1,98 10,85 Судогодский р-н 1,46 11,47 Петушинский р-н 3,86 34,40 Юрьев-Польский р-н 3,88 40,89 Кольчугинский р-н 1,02 3,72 Гусь-Хрустальный р-н 1,69 24,70 Вязниковский р-н 1,20 5,65 Александровский р-н 1,77 35,00 Киржачский р-н 1,42 2,56 Селивановский р-н 1,23 3,90 Меленковский р-н 1,43 3,79 г.Владимир 0,13 0,20

Математическая модель оценки неканцерогенных рисков хроничес-

ких эффектов в результате загрязнения нитратами питьевой воды учиты-вает закон распределения концентраций нитрат-ионов в питьевой воде, а также беспороговую экспоненциальную дозо-ответную зависимость


271

вероятности неблагоприятных эффектов для сердечнососудистой системы от концентраций нитрат-ионов. В выводах о приемлемости риска хрони-ческих эффектов ориентируются на медико-статистические критерии, так как его величина корреспондирует со значением первичной заболева-емости, оцениваемой по сумме всех впервые зарегистрированных случаев заболеваний. В этом случае таким критерием может выступить допустимая статистическая ошибка, которая определяется при оценке достоверности различий в уровне заболеваемости по территориям наблюдения и минимальное значение которой обычно принимается равной 0,02 (2 %).

Значения риска, превышающие приемлемые уровни для неканцеро-генных хронических рисков (2 %), фиксируются в следующих районах:

− Юрьев-Польский р-н; − Петушинский р-н; − Суздальский р-н; − Камешковский р-н.

Предложенная математическая модель оценки неканцерогенных рисков хронических эффектов в результате загрязнения нитратами питье-вой воды учитывает закон распределения концентраций нитрат-ионов в питьевой воде, а также беспороговую экспоненциальную дозо-ответную зависимость вероятности неблагоприятных эффектов для сердечнососу-дистой системы от концентраций нитрат-ионов. Адекватность построения данной математической модели для населения Владимирской области подтверждается сопряженным анализом социально-экономических факто-ров и показателей заболеваемости населения по нозологиям системы кровообращения.

Представляется, что медико-экологическая оценка риска развития неканцерогенных хронических эффектов в результате контаминации продуктов питания и питьевой воды нитратами должна основываться на методиках и математических моделях, учитывающих статистику распреде-ления концентраций нитрат-ионов, а также на уточненных дозо-ответных зависимостях для различных субгрупп популяций.

Работа выполнена при поддержке АВЦП (проект № 2.2.3.3/11515)


272

СОСТОЯНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ В МЕСТАХ РАЗМЕЩЕНИЯ

РТУТЬСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ Н.В. Сальникова, Н.В. Матвеева

Филиал ЦЛАТИ по Владимирской области, г.Владимир, Россия

Одним из лицензионных требований и условий осуществления деятельности по сбору, использованию, обезвреживанию, транспортировке, размещению отходов I-IV класса опасности предусмотренных Положением о лицензировании деятельности по сбору, использованию, обезврежи-ванию, транспортировке размещению отходов I-IV класса опасности, утвержденным Постановлением Правительства от 26.08.2006г. № 524, является проведение лицензиатом производственного контроля за соблюде-нием требований законодательства Российской Федерации в области обращения с отходами при осуществлении деятельности по сбору, исполь-зованию, обезвреживанию, транспортировке, размещению отходов I-IV класса опасности.

Ртуть относится к группе особо токсичных веществ 1 класса опас-ности (чрезвычайно опасное химическое вещество) и, попадая в почву, воду и воздух, загрязняет и отравляет окружающую среду. Источником загрязнения являются ртутьсодержащие лампы, термометры и приборы. Ртуть металлическая – жидкий металл, не окисляется на воздухе, сильный яд, отравление происходит вследствие вдыхания паров. При хроническом отравлении поражает центральную нервную систему и почки.

Пары ртути не имеют ни цвета, ни запаха, ни вкуса, ни предела насыщения, не оказывают немедленного раздражающего действия на органы дыхания, зрения, кожный покров и т.д.

Установлено, что ртуть (в дозах, превышающих физиологическую потребность, что, к сожалению, легко достигается) токсична для всех форм жизни, причем практически в любом своем состоянии, за редким исключе-нием. С точки зрения патологии человека, ртуть отличается чрезвычайно широким спектром и большим разнообразием проявлений токсического действия в зависимости от свойств веществ, в виде которых она поступает в организм (пары металлической ртути, неорганические или органические соединения), путей поступления и дозы. Она оказывает негативное влияние на взрослых и на детей, на мужчин и на женщин. Основные пути


273

воздействия ртути на человека связаны с воздухом (дыхание), с пищевыми продуктами, питьевой водой.

Предельно допустимые уровни загрязнённости металлической ртутью и её парами:

ПДК в населенных пунктах (среднесуточная) – 0,0003 мг/м³; ПДК в жилых помещениях (среднесуточная) – 0,0003 мг/м³; ПДК воздуха в рабочей зоне (макс. разовая) – 0,01 мг/м³; ПДК воздуха в рабочей зоне (среднесменная) – 0,005 мг/м³; ПДК сточных вод (для неорганических соединений в пересчёте на

двухвалентную ртуть) – 0,005 мг/мл; ПДК водных объектов хозяйственно-питьевого и культурного

водопользования, в воде водоемов – 0,0005 мг/л; ПДК рыбохозяйственных водоемов – 0,00001 мг/л; ПДК морских водоемов – 0,0001 мг/л; ПДК в почве – 2,1 мг/кг. В России известны 23 месторождения ртути, промышленные запасы

составляют 15,6 тыс. т (на 2002 год). В настоящее время на территории России хранится около 1,1 млн. т ртутьсодержащих отходов, причем 58% всей массы отходов характеризуется содержаниями ртути в 10-30 мг/кг, около 12% – содержат ртуть от 100 до 5000 мг/кг, и 30% содержат ртуть более 5000 мг/кг. Общее количество ртути в отходах составляет около 2100 т. При современном потреблении ртути в России, оценивающемся в 200-250 т/год, этого количества хватит на 10 лет работы. Ежегодно в России производится и размещается в местах временного хранения еще примерно 11 тысяч тонн. По причине общедоступности ртути, важная статья ртуть содержащих отходов (далее РСО) – это отходы потребления – люминес-центные лампы, термометры, тонометры, и, наконец, металлическая ртуть, которая поступает к населению разными путями и приобретается, в основ-ном, для перепродажи. На территории России в настоящее время функцио-нирует 44 предприятия, специализирующихся, в основном, на переработке люминесцентных ламп. Мощности этих предприятий способны переработать практически весь объем отработанных люминесцентных ламп, образующихся на территории России.

В зависимости от содержания металлической ртути РСО подразде-ляют на четыре группы:


274

1. Металлическая ртуть, загрязненная механическими включениями или растворенными химическими веществами, при массовой доле основ-ного вещества 95% и более (далее – отходы металлической ртути).

2. Отходы с массовой долей металлической ртути 50% и более (далее – отходы, содержащие металлическую ртуть).

3. Отходы, содержащие металлическую ртуть, ее неорганические и/или органические соединения, при массовой доле ртути от 0,026% до 50% (далее – концентрированные РСО).

4. Отходы, содержащие ртуть или ее соединения массовой долей от 0,00021% (ПДК ртути в почве) до 0,026% (далее – отходы с низким содержанием ртути).

3 сентября 2010г. вступило в силу Постановление № 681 «Об утверждении Правил обращения с отходами производства и потребления в части осветительных устройств, электрических ламп, ненадлежащие сбор, накопление, использование, обезвреживание, транспортирование и разме-щение которых может повлечь причинение вреда жизни, здоровью граждан, вреда животным, растениям и окружающей среде»:

Настоящие Правила обязательны для физических и юридических лиц всех организационно-правовых форм.

Потребителями ртутьсодержащих ламп, осуществляющими их использование и накопление, являются промышленные организации, организации социальной сферы, организации жилищно-коммунального хозяйства и другие организации, а также физические лица (бытовое применение).

Потребители обязаны не допускать переполнения установленных мест хранения ламп. Срок сдачи отработанных ламп не должен превышать одного года от времени сдачи предыдущей партии ламп.

Главным условием при замене и сборе отработанных ртуть-содержащих ламп является сохранение герметичности колбы.

Сбор отработанных ртутьсодержащих ламп производится специали-зированной организацией отдельно от обычного мусора.

Упаковка, хранение отработанных ртутьсодержащих ламп в специа-лизированной организации производится в специально выделенном для этой цели помещении, защищенном от химически агрессивных веществ, атмосферных осадков, поверхностных и грунтовых вод, в местах, исключа-ющих повреждение упаковок.


275

Органы государственной власти субъектов Российской Федерации должны обеспечить возможность передачи потребителями специализиро-ванным организациям на утилизацию отработанных ртутьсодержащих ламп во всех сферах деятельности своего региона.

Владимирским филиалом ФГУ «ЦЛАТИ по ЦФО» проводились замеры в местах хранения ртутных ламп на предприятиях районов Владимирской области.

Анализы проводились в воздухе рабочей зоны (ВРЗ) и в атмосферном воздухе (АВ) в зависимости от места размещения отхода.

Всего на учет поставлено 4005 предприятий-природопользователей. Количество обследованных предприятий с 2008 по 2010 гг. представлены в табл. 1.

Таблица 1 Результаты обследования

Наименование городов и районов

Владимирской области

Постав-лено

на учет органи-заций

Проведено замеров в местах хранения ртутных ламп, % от общего количества

организаций

Количество организаций, проводящих ежегодный

контроль, шт. 2008 г 2009 г 2010 г

г.Владимир 836 1,8 1,8 1,6 4 г.Радужный 53 - 5,7 1,9 - Александровский р-н 352 1,4 1,4 0,3 - Гусь-Хрустальный р-н 244 1,2 2,0 1,6 - Ковровский район 489 0,8 0,8 0,4 1 Юрьев-Польский р-н 155 0,6 1,3 - - Вязниковский р-н 309 0,6 1,0 0,3 - Судогодский р-н 189 2,6 3,2 0,5 - Собинский р-н 256 1,2 1,2 0,8 - Кольчугинский р-н 171 1,7 2,3 - - Петушинский р-н 203 5,4 1,5 3,4 - Камешковский р-н 140 1,4 0,7 0,7 - Суздальский р-н 152 2,0 0,7 2,0 - Киржачский р-н 79 2,5 2,5 5,1 - Муромский р-н 186 0,5 0,5 1,1 - Гороховецкий р-н 74 4,1 1,4 1,4 - Селивановский р-н 36 2,8 2,8 - - Меленковский р-н 81 1,2 - 1,2 - Всего по Владимир-ской области

4005 1,6 1,5 1,1 5


276

По результатам проведенных анализов превышений ПДК ртути в воздухе рабочей зоны, ПДК в атмосферном воздухе не обнаружено. Средний объем проведенных исследований по районам Владимирской области составляет 1-2 % от общего количества зарегистрированных природопользователей в обследуемом районе. Наибольшее количество предприятий, проводящих контроль содержания ртути в местах хранения ртутных ламп, расположено в Петушинском и Киржачском районах.

Замеры на содержание ртути в местах размещения отходов необходимо выполнять не менее 1 раза в год.

ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ И КАЧЕСТВО ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ Н.В. Селиванова1, Е.В. Папушева1, Е.Ю. Селиванова2 1Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых,

г.Владимир, Россия 2Детская городская поликлиника г.Владимира, г.Владимир, Россия

The main determinants of health of the population of Vladimir and Ivanovo

regions examined health and demographic indicators: fertility, mortality, natural increase, age and sex structure, morbidity, study specific features of the health and quality of drinking water.

По оценке Федеральной службы государственной статистики числен-

ность постоянного населения Российской Федерации на 1 января 2009 года составила 141,9 млн. человек.

Сокращение численности населения происходит из-за его естествен-ной убыли, т.е. превышения числа смертей над числом рождений (рис. 1).

Главные причины высокой и растущей смертности в России: старе-ние населения; недостаточный уровень развития сети качественных и общедоступных учреждений здравоохранения; относительно высокий уровень производственного травматизма; алкоголизм и наркомания; влия-ние отрицательных изменений в экологической обстановке; низкая продол-жительности жизни населения, в первую очередь, мужчин, ухудшение баланса питания, рост цен на лекарства и услуги медицинских учреждений.

В России сохраняется высокий и устойчивый уровень младенческой смертности.


277

Демографическая ситуация во Владимирской и Ивановской областях, в целом, хуже, чем по России, характеризуется снижением количества проживающего населения: так, численность населения Владимирской области на 1.01.2009г. составила 1440 тыс. человек, а 1.01.2008 г. 1449 тыс. человек; при этом городское население в 2009 г. составило 1121 тыс., а сельское 3191 тыс. человек.

Рис. 1. Рождаемость, смертность и естественный прирост населения в РФ

Продолжается начавшаяся с 1990 г. естественная убыль населения (превышение числа умерших над числом родившихся) – рис. 2.

Рис. 2. Показатели рождаемости, смертности, прироста (убыли) населения

Владимирской области за 1992-2009 гг.


278

Численность населения Ивановской области в 2008 г. – 1079,6 тыс. человек, а в 2009г. – 1073,0 тыс. человек. Городское население составило 867473, сельское – 205,6 тыс. человек.

Показатель рождаемости во Владимирской области за 2009 год составил 10,8 на 1000 населения. Этот показатель стал самым высоким за последние 18 лет. Высокая рождаемость в 2009г. отмечалась в Судогодском районе – 12,5%, Собинском – 12,4%, Гусь-Хрустальном – 12,2, г. Радуж- ном – 12,0%.Самый низкий показатель рождаемости в Ковровском районе (9,6%). По сравнению с 2003 годом уровень рождаемости в районах области поднялся, но всё равно этого недостаточно для численного замещения поколений родителей их детьми.

Показатель рождаемости в Ивановской области заметно повысился: в 2009 году составил 10,6 на 1000 населения, а в 2000 году – 7,2.

Показатель смертности по Ивановской области выше, чем по Владимирской и составил в 2009 году 18,6 на 1000 населения, (в 2000г. – 20,8), так что можно отметить тенденцию к снижению смертности. Основ-ные причины смертности по Владимирской области – болезни системы кровообращения – 63,6%, злокачественные новообразования – 13,4% травмы, отравления, последствия внешних причин – 2%. Те же причины характерны и для Ивановской области.

Анализ показателей общей смертности населения показывает значи-тельные отличия по территориям Владимирской области. Наиболее высо-кие показатели смертности регистрируются в Александровском районе.

Обращает на себя внимание высокая смертность мужчин трудо-способного возраста, которая значительно превышает смертность женщин.

Большое значение в демографии придается показателю младенчес-кой смертности (смертность детей в возрасте до 1 года), как основному показателю качества оказания медицинской помощи женщине и ребенку Показатель младенческой смертности в Ивановской области имеет устойчивую тенденцию к снижению: 2000г. – 16,8; 2006г. – 9,1, 2009г. – 8,2 на 1000 родившихся.

Показатель младенческой смертности во Владимирской области также имеет тенденцию к снижению: 2000г. – 14,7, 2006г. – 7,8; 2007г.– 7,1; в 2009г. – 7,1 на 1000 родившихся, исключение составил 2008г., когда показатель младенческой смертности составил 9,4.


279

Группа основных причин младенческой смертности Владимирской и Ивановской областей представлена той же патологией, что и по РФ – патологией перинатального периода – на первом месте, врожденные аномалии – на втором; болезни органов дыхания – на третьем, и инфекционные и паразитарные заболевания – на четвертом.

Показатели младенческой смертности считаются самым чутким индикатором условий жизни населения, поскольку малыши немедленно реагируют на изменение температуры воздуха во внешней и внутренней среде их обитания, режима питания, распорядка дня, атмосферного давления.

Низкий уровень рождаемости и высокий уровень смертности населения выводит проблему здоровья и продолжительности жизни наро-дов России в ранг общенациональных, в число тех, которые определяют перспективы сохранения и развития нации. Позиция признания здоровья как высшего национального приоритета государства находит сегодня понимание и поддержку руководства России.

На основании анализа первичной заболеваемости населения Владимирской области по основным классам нозологий установлено, что первое место занимают болезни органов дыхания, далее в порядке убывания – болезни систем органов пищеварения, травмы и отравления, инфекционные болезни, новообразования.

В Ивановской области по структуре заболеваемости: 1-е место у взрослых болезни системы кровообращения – 19,0%; у подростков заболевания органов дыхания (у подростков – 42,0%, у детей – 55,4%); 2-е место у взрослых – заболевания органов дыхания (14,8%), у подростков и детей – болезни нервной системы (7,1%, 5,3% соответственно); 3-е место – у взрослых болезни мочеполовой системы, у подростков – травмы и отравления 7,0%, у детей – болезни костно-мышечной системы 4,7%. Наиболее благополучный район – Южский и самые неблагополучные районы – Пучежский и Шуйский.

Владимирская и Ивановская области − это промышленные регионы, здесь сосредоточены крупные предприятия машиностроения металлообра-ботки, предприятия по производству строительных материалов, предприя-тия стекольной промышленности, заводы химической отрасли, цветной металлургии.


280

Можно предположить, что в промышленных районах решающее значение в возникновении ряда нозологий будет играть техногенная нагрузка и плотность населения, в то время как в сельскохозяйственных районах наибольшее значение окажут природно-климатические факторы.

Болезни органов дыхания занимают первое место в структуре общей заболеваемости населения Владимирской и Ивановской области. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух могут быть причиной этих заболеваний.

Также на здоровье населения оказывает влияние качество питьевой воды. В загрязнении подземных источников питьевого водоснабжения приоритетными на территории Владимирской области являются показатели жесткости, содержание железа, меди, цинка, марганца.

Приоритетными загрязнителями в г. Владимире, где наряду с подзем-ным водозабором (Судогодский водозаборный узел) в качестве источника водоснабжения населения используется открытый водоем (р.Нерль), являются алюминий, полиакриламид (используемые при водоподготовке), стронций, бериллий, барий, ртуть; в округе Вязники – алюминий, магний, свинец, ртуть, стронций; цинк, марганец, хром трехвалентный, нефтепро-дукты и др.; в округе Александров – свинец, кадмий, молибден, марганец, мышьяк и др.; в г. Гусь-Хрустальный в дополнение к этому списку можно назвать кремний, никель; в округе Муром – селен, бор; в округе Кольчугино – алюминий, барий, бериллий, бор, ртуть, селен. По-прежнему, вызывает тревогу относительно большой список загрязняющих веществ, не контролируемых в питьевой воде, в виду несовершенной материально-технической базы. Превышение нормативов из контролируемых веществ наиболее часто отмечается по жесткости и железу и охватывает практи-чески все районы области.

Для проведения корреляционного анализа изучена зависимость заболеваемости населения от качества воды (числа проб воды, неудовлетворительных по санитарно-химическим и бактериологическим показателям). Данные по Владимирской области представлены в ниже следующей табл. 1.

Корреляционный анализ показал прямую зависимость инфекционных заболеваний от процента неудовлетворительных проб питьевой воды по санитарно-химическим и бактериологическим показателям.


281

Таблица 1 Данные по заболеваемости населения и качеству воды

Владимирской области Го

д

%

неуд

овле

твор

ител

ьных

проб

по сани

тарн

о-хи

миче

ским

по

казателя

м

% Н

еудо

влет

. про

б по

бак

тери

олог

ически

м по

казателя

м

Общ

ая распр

остр

анен

ность забо

лева

ний

Общ

. инф

екци

онны

е забо

л.

Общ

. заб

ол. н

овоо

бразов

ания

ми

Общ

. заб

ол. о

рган

. дыха

н.

Общ

. заб

ол. с

истемы

пищ

евар

ения

Общ

. заб

ол. н

ервн

ой сис

темы

В пит

ьево

й во

де

В вод

опро

водн

ой

горо

дско

й сети

2000 38,2 18,1 7,1 1597,8 65,4 40,1 440,6 130 н/д 2001 29,9 22 4,9 1660,2 62,3 36 452,3 140,5 н/д 2002 32,6 21,2 6,7 1730,3 61 37,7 463,1 141,6 н/д 2003 34,5 22 7,6 1784,4 59,8 38 476,1 141,7 61,3 2004 34,8 12,1 6,4 1814,3 62 40 469,8 145,7 64,3 2005 34,6 15 8,6 1814,5 56,3 40,7 462,2 145,3 62,9 2006 31,6 19,3 5 1862,7 56,3 42,5 463,7 145,3 63,7 2007 33,3 23,6 8 1835,9 55,3 43,9 431,7 158,1 65,4 2008 29,3 34,3 7 1887,5 40,3 45,5 476,6 157,1 66,9

r (питьевая вода) 0,6166 -0,1721 -0,3175 -0,5704 0,5790 r (водопроводная вода) -0,7681 0,4485 0,1368 0,5179 0,5790

Некачественная питьевая вода является причиной возникновения

ряда заболеваний. Были также уставлены взаимосвязи между процентом неудовлетво-

рительных проб качества водопроводной воды по санитарно-химическим показателям и болезнями системы пищеварения, общей заболеваемостью нервной системы.

Известно, что появление новообразований онкологических заболева-ний в значительной степени определяется частотой и оптимальностью параметров окружающей среды. Нами установлено, что существует


282

умеренная корреляционная связь (r = 0,7) между показателями индекса промышленной нагрузки в различных районах области с количеством новообразований у взрослого населения (с диагнозом, впервые установ-ленным на 1000 человек).

В Ивановской области в последние годы произошло ухудшение качества воды из-за химического загрязнения в бассейне Волги. Монито-ринг качества питьевой воды показывает зависимость от нее заболеваний раком, болезней органов пищеварения среди взрослого населения и болезней органов пищеварения, врожденных аномалий среди детей до 14 лет.

По данным Управления Росприроднадзора по Ивановской области средне-областной показатель несоответствия качества питьевой воды, поставляемой населению из поверхностных источников централизованного водоснабжения, по санитарно-химическим характеристикам составляет 24,4 %, а по микробиологическим – 22,8 %.

Качество воды в сетях централизованного водоснабжения за последние годы улучшилось, но по-прежнему далеко от нормативного.

Наиболее высокий удельный вес неудовлетворительных проб воды из источников питьевого водоснабжения по санитарно-химическим показа-телям отмечается в Комсомольском районе 88,7%, Ильинском районе – 88%,в Гаврилово-Посадском районе – 72%, в городе Кинешме – 45%, в городе Тейково и Тейковском районе – 41,6%, Заволжском районе – 38% .

Гидрохимическое состояние водных объектов определяют содержа-ние в природных водах марганца, железа, меди, цинка и привнос загрязняю-щих веществ, содержащихся в недоочищенных сточных водах

Загрязнение окружающей среды вредными веществами и влияние их на здоровье человека – это одна из важнейших проблем на сегодняшний день, требующая немедленного решения. В целях предотвращения неблаго-приятного воздействия загрязнения на здоровье можно воспользоваться несколькими подходами. Следует предпринимать меры по улучшению окружающей среды, контролировать выбросы и сбросы, а также проводить мониторинг и контроль уровня загрязнения окружающей среды. Таким образом, можно будет добиться оздоровления окружающей среды в целом.



283

ОБОГАЩЕНИЕ ТРУДНООБОГАТИМЫХ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ РУД С

ПРИМЕНЕНИЕМ НОВОГО РЕАГЕНТА-ПЕНООБРАЗОВАТЕЛЯ Э.П. Тропман, Н.К. Тусупбаев, Е.А. Бокарева

Лаборатория флотации и флотреагентов Центра наук о Земле, г.Алматы, Казахстан,

В данной работе представлены результаты исследования физико-

химических и флотационных свойств нового пенообразователя МФС-7 (модифицированная фракция спиртов), полученного на основе сырья Казахстана, и флотационные испытания его на полиметаллических и медно-цинковых пиритсодержащих рудах.

МФС-7 получен на основе алифатических спиртов С3-С9, выделен-ных из сивушных масел, модифицированных окислением кислородом воздуха в присутствии катализатора – смеси серной и уксусной кислот, взятых в соотношении 3: 0,75÷1, при этом образуется смесь ацетосуль-фоэфиров которая представляет собой масло светло-коричневого цвета, имеет запах грушевой эссенции, доступен, не токсичен. /1-5/.

Анализ исследования действия реагентов-пенообразователей показы-вает, что важнейшими свойствами, определяющими их действие в процессе флотации, являются способность усиливать дисперсность пузырьков воздуха (диспергирующее действие), способность увеличивать прочность пены (пенообразующее действие) и способность влиять на прочность закрепления в системе частица-пузырек.

Пенообразователь МФС-7 с различными группировками в молекуле, способен обеспечить проявление высокой поверхностной активности на границе раздела жидкость – газ, что существенно улучшает вспенивающие свойства реагента и влияет на прочность закрепления пенообразователя в системе частица-пузырек.

Эти свойства подтверждены его физико-химическими свойствами и экспериментальными данными.

Сравнительные физико-химические свойства реагентов МФС-7 и Т-92 приведены в табл. 1.

Исследованы поверхностные свойства реагентов МФС-7 и Т-92 на границе раздела вода-воздух путем измерения поверхностного натяжения их растворов.


284

Таблица 1 Физико-химические характеристики пенообразователей

Показатели МФС-7 Т-92 Показатель преломления 1,4000-1,4102 1,3940-1,4000 Плотность, г/дм3 0,832-0,838 0,830-0,836 Поверхностное натяжение (1% р-р), мН/м

40,0 25,5

Пенообразовательная способность (1 % р-р), мл

270 240

Содержание основного вещества, %

98 95

Температура кипения, оС 127-132 125-130 Реагент МФС-7 по сравнению с Т-92 характеризуется большей

поверхностной активностью, вследствие чего сильнее снижает поверх-ностное натяжение воды, это приводит к увеличению поверхностной активности МФС-7. Результаты приведены на рис. 1.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0,02 0,04

Концентрация, моль/дм3

Поверхностное

натяжение

, мН

/м

МФС-7 Т-92

Рис. 1. Изотермы поверхностного натяжения растворов МФС-7 и Т-92, Т = 298 К

Изучено влияние синтезированного пенообразователя на скорость подъема пузырьков воздуха в воде.


285

Установлена эффективность влияния МФС-7 на скорость подъема пузырьков воздуха в исследуемом растворе. Наибольший тормозящий эффект проявляется с реагентом МФС-7 при расходе 25-45 мг/дм3, диаметр пузырька 1,3 мм, при этом снижение скорости всплывания пузырьков в воде с МФС-7 составляет 40-45 %, по сравнению с Т-92 32-40 %. Резуль-таты приведены на рис. 2.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

10 20 30 40 50

Концентрация, мг/дм3

Снижение

скорости,

%

МФС-7 Т-92

Рис. 2. Влияние вспенивателей МФС-7 и Т-92 на скорость всплывания пузырьков воздуха (dпузырька = 1,3 мм)

Тормозящий эффект связан с сорбцией пенообразователя на межфаз-

ной границе Г:Ж и это благоприятствует большему закреплению минералов на воздушных пузырьках, благодаря чему образованная пена получается равномерно минерализованной и значительно нагруженной, что интенси-фицирует процесс флотации.

Проведены исследования по установлению пенообразующей способности МФС-7 по сравнению с пенообразователями Т-92 и пенообра-зователем ВК-908. Пенообразователь ВК-908 комбинированное активиро-ванное вещество на основе тионокарбамата. Жидкость желто-коричневого цвета, химически устойчива, малорастворимая в воде, слабо испаряется, обладает собирательными и вспенивающими свойствами, изготовлена в Китае. Применяется на некоторых ОФ Восточного Казахстана.


286

Исследования проводились при следующих условиях: рН-7; 9; 10, концентрация пенообразователей от 20 до 40 мг/л.

На рис. 3 представлена сравнительная пенообразующая способность реагентов при рН=10. Установлено, что с увеличением концентрации пенообразователей пенообразующая способность увеличивается до максимального значения и остается практически постоянной вплоть до предела растворимости данного реагента или снижается.

Исследованиями показано, что по пенообразующей способности представленные пенообразователи можно расположить в следующий ряд: МФС-7>ВК-908 >Т-92.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 1 2 3 4 5

Время, мин.

Высота

столба пены

, мм

Т-92 ВК-908 МФС-7

Рис. 3. Сравнительная пенообразующая способность реагентов при рН=10 Усовершенствованный реагентный режим с применением МФС-7

проверен при флотации полиметаллической руды, содержащей 2,8 % свинца, 3,1 % цинка, 3,6 % серебра в сравнении с Т-92. Руда характеризу-ется весьма тонкой связью значительной части галенита со сфалеритом. Свинец и цинк на 93,0-95,0 % и 91,0-94,0 % представлены сульфидной формой.

Схема переработки полиметаллической руды включает измельчение руды, основную свинцовую флотацию, контрольную свинцовую флотацию и три перечистки, основную цинковую флотацию, контрольную цинковую


287

флотацию с тремя перечистками, с подачей собирателя бутилового ксанто-гената и предлагаемого вспенивателя МФС-7.

Результаты проведенных флотационных исследований представлен-ные в табл. 2 показывают, что использование предлагаемого пенообразо-вателя при флотации сульфидных полиметаллических руд при равных условиях с Т-92 и расходах позволяют получить свинцовый концентрат с более высокими показателями по качеству, повысить извлечение свинца на 3,6%, серебра на 5,5% в свинцовый концентрат. В цинковом концентрате извлечение цинка увеличилось на 4%, содержание цинка в хвостах снизилось на 0,12%.

Таблица 2 Показатели обогащения полиметаллической руды

Наимено-вание

продуктов Выхо

д, %

Содержание, %, г/т Извлечение, %

Условия опытов

свин

ец

цинк

сере

бро

свин

ец

цинк

сере

бро

Свинцовый концентрат

3,7 67,52 3,2 752 88,6 3,9 78 МФС-7 (H2SO4 CH3COOH = 3:1)

Цинковый концентрат

4,7 1,16 58,7 62 2,0 91,2 8,1

Отвальные хвосты

91,6 0,29 0,16 5,4 9,4 4,9 13,9

Руда 100 2,82 3,05 35,7 100 100 100 Свинцовый концентрат

4,1 58,05 3,48 638 85,0 4,6 72,5 Т-92


5,3 2,9 51,0 68 5,5 87,2 10,0


90,6 0,29 0,28 7 9,5 8,2 17,5

Руда 100 2,8 3,1 36,1 100 100 100

Свойства пенообразователя МФС-7 проверены при флотации медно- цинковой руды, содержащей 1,45% меди, 1,65% цинка, 18% пирита в сравнении с Т-92.


288

В руде до 98-99 % сульфидных форм минералов меди, в том числе 88-89% первичных сульфидов. Содержание окисленных форм цинка 9-10%, содержание тонковкрапленного галенита 9-10 %.

Схема флотации классическая: медная флотация, основная, контроль-ная, три перечистки. Цинковая флотация – основная, контрольная, четыре перечистки.

Расход ксантогената и пенообразователя корректировали по ходу технологического процесса и по остаточной концентрации в хвостах медной флотации. Из хвостов медной флотации вели основную цинковую флотацию. Расход реагентов подбирали по результатам открытых опытов, с учетом рН, остаточной концентрации ионов кальция и ксантогената. Предложенный реагентный режим флотации включает в себя применение цианида в технологическом процессе.

Результаты испытания представлены в табл. 3. Полученный медный концентрат содержит 21,82% меди при извлечении 90,3%, цинковый концентрат содержит 45,43% цинка при извлечении 77,1%.

Результаты флотационных испытаний на различных типах руд показывают, что МФС-7 отличается от широко применяемого на обогати-тельных фабриках Казахстана реагента вспенивателя Т-92 своими флота-ционными свойствами: высокой селективностью, пенообразующей способ-ностью, монослойным пенообразованием.

Реагентный режим с применением МФС-7 по сравнению с пено-образователем Т-92, обеспечивает более высокие технологические показа-тели обогащения при флотации труднообогатимых руд.

Таблица 3 Результаты испытания пенообразователя МФС-7 на медно-цинковых рудах

Наимено-вание продуктов

Выхо

д, %

Содержание, % Извлечение, %

медь

свин

ец

цинк

жел

езо

медь

свин

ец

цинк

жел

езо

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Медный концентрат

5,9 21,76 1,46 1,96 21,95 88,1 45,1 7,0 7,0


2,7 1,24 0,31 45,8 11,63 2,4 4,4 75,1 1,7


289

Окончание табл. 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10


91,4 0,15 0,10 0,32 18,46 9,5 50,5 17,9 91,3

Руда 100 1,45 0,19 1,64 18,41 100 100 100 100

Медный концентрат

6,0 21,82 1,76 1,95 21,84 90,3 50,5 7,1 7,0


2,8 0,73 0,34 45,43 10,69 1,4 5,1 77,1 1,6


91,2 0,13 0,09 0,29 18,76 8,3 44,4 15,8 91,4

Руда 100 1,45 0,19 1,65 18,72 100 100 100 100

Список используемой литературы 1. Э.П. Тропман Э.П., Тусупбаев Н.К. и др. Влияние некоторых физико-

химических характеристик на флотационные свойства диалкилдитио-фосфатов, полученных путем комбинирования исходного сырья // Цветные металлы. – 2008 . – №5. – С.15-17.

2. Тропман Э.П., Тусупбаев Н.К. Физико-химические свойства новых реагентов собирателей / Тропман Э.П. // Инновационные разработки для горно-металлургической промышленности: Сб. науч. тр. / ВНИИ цветмет. – Усть-Каменогорск, 2008.– С.67-72.

3. Тропман Э.П. Новые реагенты для интенсификации процессов флотации // Передовые технологии добычи и переработки рудного минерального сырья / сб. науч. тр. / ВНИИцветмет. – Усть-Камено-горск, 2007.– С. 27-30.

4. Тропман Э.П., Тусупбаев Н.К. Способ обогащения сульфидных полиметаллических руд от 30.03.2009. Инновационный патент №22496 Республика Казахстан. Опубликован 17.05.2011 бюллетень № 5.


290

ОЦЕНКА АНТРОПОГЕННОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ ПОЧВ В ЗОНЕ ВЛИЯНИЯ ПТИЦЕФАБРИК

С.М. Чеснокова, С.В. Мешкова Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых,


Examined acid-base treatment of soils, the level of pollution of nutrients and compounds and the intensity of these processes of nitrification. A method for phytoremediation of soils.

В течение последних 20 лет в России осуществляется интенсивный

переход птицеводства на промышленную основу. В настоящее время, крупные птицеводческие комплексы являются предприятиями различного направления и различной мощности.

Птицеводческие комплексы – крупные многофункциональные агро-промышленные предприятия, технологический процесс которых охваты-вает полный цикл производства – от выращивания птицы до выпуска готовой продукции (продуктов питания). Птицеводческие комплексы по степени воздействия на окружающую среду обычно относят к источникам загрязния среднего действия [1, 2]. Однако, это специфические источники, характерной особенностью которых является эмиссия в окружающую среду биогенных элементов. Газообразные, жидкие и твёрдые отходы птице-водческих комплексов – высококонцентрированные гетерогенные системы, содержащие широкий спектр органических веществ и продуктов их метаболизма. Химический состав подобных отходов установить трудно, следовательно, оценка воздействия птицефабрики на окружающую среду является в настоящее время актуальной проблемой.

Значительному загрязнению подвергаются почвы, прилегающих территорий, так как выращивание птицы сопровождается образованием твердых отходов, которые определенное время должны храниться на территории предприятия. К данным отходам относится птичий помет и различные непищевые продукты переработки. Отходы переработки, в свою очередь, являются ценным вторичным сырьем для производства кормов, кормового и технического жира. Птичий помет и другие отходы производ-ства при долгом хранении на площадках загрязняют почвы соединениями азота, фосфора и других элементов.


291

Объект нашего исследования – почвы в районе воздействия ЗАО «Юрьевецкая птицефабрика». Высокий уровень загрязнения почв соедине-ниями азота может явиться причиной загрязнения ими грунтовых вод нитрат-ионами, так как они отличаются высокой скоростью миграции в почвах. Скорость миграции зависит от гранулометрического состава почв и ее водного режима.

В данной работе проведены определение уровня загрязнения почв соединениями биогенных элементов, железа, алюминия, оценка кислотного режима почв и интенсивности процессов нитрификации при котором менее лабильный ион аммония превращается в очень подвижный нитрат-ион.

Интенсивность процессов нитрификации (Iнитр.,%) устанавливали по соотношению азота нитратного к общему минеральному азоту [3].

Для определения протекторных свойств почвы и миграции нитрат-ионов в грунтовые воды наи проведен анализ воды родника, расположенного в окрестностях птицефабрики.

Пробы почв для анализа отбирались по ГОСТу 17.4.4.02-84. на расстоянии 50, 100, 150, 200, 250, 300 и 350 м от забора ЗАО «ЮПФ» (№1-7) и расстоянии 10 и 50 м от отстойника сточных вод (№8 и 9) (см. таблицы №1-3) осенью 2010 года, после аномально жаркого и сухого лета.

Концентрацию ионов аммония определяли фотометрически с реактивом Несслера, нитраты – потенциометрически с нитрат – селектив-ным электродом. Фосфаты, железо и алюминий – фотометрически. Кислот-ный режим почв оценивали по общепринятым методикам.

Результаты анализа почв представлены в табл. 1-3. Таблица 1

Уровень загрязнения почв соединениями биогенных элементов Места отбора

проб Концентрация, мг/кг

Iнитр., % NO2- NO3

- N(NH4+)

1 23,00 775 10,00 91,1 2 3,22 620 37,50 78,5 3 2,30 698 1,25 98,8 4 2,30 465 25,00 80,3 5 2,07 310 1,25 97,4 6 1,84 558 6,90 94,4 7 1,84 465 3,75 96,1 8 0,46 620 6,25 95,6 9 0,92 620 18,75 88,03


292

Таблица 2 Кислотно – основные свойства почв


pHкcl Обменная кислотность, мэкв/100г

Гидралитическая кислотность, мэкв/100г

Концентрация суммы Ca+Mg, мэкв/100г

1 7.01 0.13 0.74 5.2 2 7.10 0.16 0.74 5.2 3 7.14 0.13 0.73 5.6 4 7.20 0.14 0.71 5.6 5 6.65 0.14 1.73 7.2 6 6.02 0.16 3.15 7.2 7 6.60 0.13 2.68 6.4 8 6.45 0.36 3.31 8.4 9 6.26 0.20 2.68 8

Таблица 3

Уровень загрязнения почв соединениями фосфора, железа, алюминия Места отбора

проб Концентрация, мг/кг

PO43- Feобщ Al3+

1 21 4,14 4,86 2 6 3,47 9,00 3 15,5 3,66 4,86 4 8 2,46 7,29 5 13 4,02 4,86 6 16,5 2,69 4,86 7 15 2,80 3,24 8 28,5 1,79 21,87 9 21 1,57 1,62

Нами выявлено (табл. 1), что в исследованных почвах интенсивно

протекают процессы нитрификации, что привело к значительному повыше-нию концентрации нитрат – ионов. Высокий уровень содержания нитратов свидетельствует также о подавлении в них процессов денитрификации и незначительном выносе их растительностью и слабой миграции по почвенному профилю. Аномально высокий уровень загрязнения почв нитратами вероятно можно объяснить усиление процессов нитрификации в почвах в условиях низкой влагообеспеченности и отсутствия процессов их вымывания в нижележащие горизонты летом 2010 года [4].


293

Уровень загрязнения соединениями фосфора, железа и алюминия не превышает ПДК (табл. 2 и 3).

Анализ воды из родника вблизи птицефабрики показал незначи-тельный уровень загрязнения грунтовых вод соединениями азота, что свидетельствует о сохранении протекторных свойств почвами на террито-рии птицефабрики.

Однако дальнейшее накопление в почвах соединений азота может привести к нарушению экологических функций почв и вызвать загрязнение нитрат-ионами грунтовых и артезианских вод в зоне влияния птице-фабрики.

С целью снижения концентрации соединений азота в почвах нами предлагается засевать их растениями – нитрофилами, дающими высокий уровень урожай зеленой массы. Нитрофильные растения, нитрофилы (от нитр. и греч. philéo – люблю), растения, обильно и хорошо растущие лишь на почвах, достаточно богатых усвояемыми соединениями азота, главным образом солями азотной кислоты, аммония. Среди культурных растений нитрофилами являются пшеница, рапс, овес посевной, подсолнечник, кукуруза и многие другие. Эти растения можно использовать как для фитоэкстракции нитратов из почвы, так и в качестве кормовой витаминной добавки при выращивании птицы. Показано [5], что высокий уровень содержания нитратного азота повышает урожай кукурузы и увеличивает содержание белка в ней. Однако в наземной массе кукурузы могут накапливаться токсичные для животных нитраты. Аккумуляция нитратов в надземной массе кукурузы в наибольшей степени происходит в фазе молочной спелости растения, поэтому при использовании кукурузы для фитоэкстракции её убирают в фазе молочной спелости, если в целях получения коровой добавки – в фазе бутонизации.

Эффективно использует нитратный азот из почв также рапс. Убирают рапс на зелёный корм начиная с фазы бутонизации до цветения.

Высокий уровень содержания биогенных элементов, соединений кальция, магния и благоприятный кислотный режим почв позволят получать высокие урожаи зеленой массы растений и значительно улучшить экологическую обстановку на территории в окрестностях птицефабрики.


294

Список используемой литературы 1. Ворошилов, Ю.И. Животноводческие комплексы и охрана окружаю-

щей среды / Ю.И. Ворошилов, С.Д. Дурдыбаев, Л.Н. Ербанова – М.: Агропромиздат, 1991. – 107с.

2. Лысенко, В. Экологический мониторинг птицефабрик / В. Лысенко, Н. Корнева // Животноводство России. – 2009. – №2. – С.17-18.

3. Биелик, П. Соотношение нитратного и аммонийного азота в составе его усваиваемых форм в почвах различного плодородия. Тезисы докладов Всесоюзной конференции экологические проблемы накопления нитратов в окружающей среде / П. Биелик, В.Н. Кудеяров – Пущино: 10-13 октября 1989. – С.11.

4. Назын-Оол О.А. Изменение содержания нитратов в эродированных почвах. Там же, С.30-31.

5. Романова Е.Ю. Содержание нитратов в надземной массе кукурузы в зависимости от условий минерального питания и возраста растений. Там же, С.122-123.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант №11-05-97509р_центр_а).

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА И БЕЗОПАСНОСТИ ПРОДОВОЛЬСТВЕННОГО СЫРЬЯ

И ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ ВО ВЛАДИМИРСКОЙ ОБЛАСТИ С.М. Чеснокова, Д.П. Фокина, Т.Н. Курицина Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых,


We consider the level of contamination of food raw materials and foods with radionuclides, organochlorine pesticides, nitrates, studied correlation between the general level of contamination and the level of nitrate pollution in some disease nosology.

Качество – интегральный показатель, отражающий совокупность

полезных свойств любого продукта. Для пищевых продуктов оно склады-вается из параметров пищевой ценности и безопасности.

Безопасность пищевого продукта определяется содержанием в нем чужеродных веществ биологической (бактерии, микотоксины, вирусы,


295

гельмины) и химической (пестициды, тяжелые металлы, радионуклиды, нитраты, нитриты, нитрозамины и т.п.) природы.

Чужеродные вещества (контаминанты), оказывающие негативное воздействие на организм человека, в продовольственное сырье и продукты питания попадают из окружающей среды при выращивании сельхоз-продукции, хранении, транспортировке и реализации ее, а также в процессе технологической обработки при контакте с оборудованием. Иногда их вводят преднамеренно в виде специальных пищевых добавок, когда это связано с технологической необходимостью (консерванты, антиокислители, красители, ароматизаторы и т.д.) [1].

Глобальное загрязнение окружающей среды является в настоящее время одним из важнейших лимитирующих факторов безопасности продуктов питания, безопасного существования человека и состояния его здоровья.

В настоящее время питание рассматривается в качестве важнейшего фактора адаптации организма к современным условиям жизни, так как 95% общего количества ксенобиотиков в организм человека поступает алиментарным путем – с пищевыми продуктами и питьевой водой.

По данным института питания РАМН с продуктами питания в организм человека поступает: 40% радионуклидов, 20% тяжелых металлов, 15% пестицидов, 20% нитратов, нитритов, нитрозоаминов, 3% микоток-синов и 2% следов других контаминантов.

Постоянно растущая нагрузка ксенобиотиков, поступающих с продуктами питания и питьевой водой, вызывает рост хронических дис-функций различных органов и систем в соответствии с специфической тропностью вещества или из-за снижении общей резистентностью организ-ма в результате декомпенсации адаптационно-защитных механизмов.

Дисбаланс гомеостаза также усугубляется изменением нейрогумо-ральной и генетической регуляции за счет сенсибилизации (антигенная нагрузка) и нарушений наследственной информации, что вызывает рост аллергических и онкозаболеваний, а также рост общей заболеваемости среди всех возрастных групп населения.

Во Владимирской области, как и в целом по РФ, происходит рост заболеваемости практически по всем нозологиям, что в значительной мере связано с повышением уровня загрязнения продовольственного сырья и пищевых продуктов опасными контаминантами. По данным управления


296

Роспотребнадзора по Владимирской области [2], в регионе продолжается ухудшение качества всех видов выпускаемой продукции по микробиоло-гическим и химическим показателям. Процент среднеобластных нестан-дартных проб по микробиологическим показателям составил в 2009 году – 4,9, в 2010 – 5,2.

Особую тревогу вызывает низкое качество молочной продукции. В целом по области количество нестандартных проб как отечественной, так и импортной продукции, реализуемой в торговой сети, составил: в 2010 году по микробиологическим показателям – 9,7%, по санитарно-химическим показателям – 4,8%, в 2009 году соответственно – 6,6% и 2,6%.

Ухудшается также в области качество мясных полуфабрикатов, колбасных изделий, мясных деликатесов. Количество неудовлетвори-тельных проб мясной продукции, реализуемой на потребительском рынке области, составило в 2009 году по микробиологическим показателям 4,9%, по физико-химическим показателям – 7,2%, в 2010 году соответственно – 4,8% и – 11,6%. Эти факторы, вероятно, связаны с использованием в технологии получения колбасных изделий и мясных полуфабрикатов низкокачественного сырья, подвергаемого предварительной дефростации с нарушением температурного режима и использованием в большинстве случаев многокомпонентных рецептур с целью удешевления продукции и увеличения сроков ее реализации.

Наиболее опасными контаминантами продовольственного сырья и пищевых продуктов являются радионуклиды, пестициды, тяжелые металлы, нитраты, нитриты и микотоксины.

Динамика загрязнения основных продуктов потребления радионук-лидами по Владимирской области представлены в табл. 1. Таким образом, уровень загрязнения основных продуктов питания населения области радионуклидами стабильно низкий. Наибольший уровень загрязнения 137Cs характерны для хлеба, хлебопродуктов и овощей. Однако эти концентрации значительно ниже ПДУ.

Несмотря на значительное сокращение использования в сельском хозяйстве области пестицидов, количество проб растениеводческой продукции с превышением ПДК наиболее опасных для здоровья человека хлорорганических пестицидов не снижается (рис. 1). Это связано с их исключительной устойчивостью в объектах окружающей среды и поступ-ление в область загрязненной продукции из других регионов – традицион-


297

ных поставщиков ранней овощеводческой продукции во Владимирскую область.

Таблица 1 Динамика загрязнения основных продуктов потребления по Владимирской

области радионуклидами (2006 по 2010 годы)

Наименование продукции

Средние значения Цезий-137, Бк/кг Стронций-90, Бк/кг

2006 2007 2008 2009 2010 2006 2007 2008 2009 2010 Рыба и рыбопродукты

3,6 2,4 2,6 2,3 2,1 1,6 1,2 1,6 1,2 1,4

Мясо и мясопродукты

1,5 3,0 3,2 3,0 3,1 1,3 1,3 1,2 1,1 1,1

Хлеб и хлебопродукты

2,2 2,2 2,4 2,2 2,0 1,6 1,5 1,3 1,3 1,2

Овощи 2,3 2,6 3,3 3,2 3,3 1,1 1,2 1,3 1,6 1,4

12

26

52

19 20

0

10

20

30

40

50

60

2006 2007 2008 2009 2010

Годы

Коли

чество

про

б, превы

шаю

щих

ПДК

Рис. 1. Динамика загрязнения растениеводческой продукции пестицидами

По данным ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии» по Владимир-

ской области наиболее значительным по критерию удельного веса нестандартных проб от общего объема основных химических загрязнителей являются нитраты. В течение последних пяти лет отмечен неуклонный рост удельного веса проб продукции с превышением гигиенических нормативов


298

по нитратам. Влад нитратов в общий уровень загрязнения продукции также стремительно возрастает (табл. 2).

Таблица 2 Динамика загрязнения нитратами и общего загрязнения

продовольственного сырья и продуктов питания

Контаминанты Удельный вес проб, не отвечающих

гигиеническим нормативам, % 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Нитраты 1,01 3,4 2,8 2,2 5,0 6,6 По всем химическим показателям

3,5 5,3 4,8 5,4 5,9 7,7

Так как спектр воздействия нитратов на организм человека доста-

точно широк, представляло интерес изучение зависимости заболеваемости населения по некоторым нозологиям от уровня загрязнения продуктов питания нитратами и общего уровня их загрязнения (табл. 3 и 4).

Таблица 3 Корреляционные зависимости между уровнями загрязнения продуктов

питания нитратами и заболеваемостью населения

Годы Удельный вес, %

Загрязненной продукции

Болезней системы кровообращения

Болезни нервной системы

2006 3,4 3,5 1,1 2007 2,8 6,8 1,2 2008 2,2 7,4 1,7 2009 5,0 10,5 1,7 2010 6,6 15,5 2,0

Коэф. корреляции, r - 0,85 0,64

Как и следовало ожидать, наибольше влияние нитраты оказывают на деятельность органов систем кровообращения и нервной системы (коэффи-циенты корреляции соответственно равны 0,85 и 0,64).

Так как нитраты вносят наибольший вклад в общий уровень загрязнения пищевых продуктов, то в целом загрязненная продукция также влияет на деятельность органов кровообращения и нервную систему.


299

Таблица 4 Корреляционные зависимости между загрязненностью продукции по всем

химическим показателям и заболеваемостью населения

Годы Удельный вес, %

Загрязненной продукции

Болезней системы кровообращения

Болезни нервной системы

2006 5,3 3,5 1,1 2007 4,8 6,8 1,2 2008 5,4 7,4 1,7 2009 4,9 10,5 1,7 2010 7,7 15,5 2,0

Коэф. корреляции, r - 0,78 0,68

При хронической интоксикации организма контаминантами пищевых продуктов решающее значение приобретают эффекты кумуляции, а также комбинированного и сочетанного действия.

Способность к кумуляции (т.е. накапливаться в органах и тканях) обладают хлорорганические пестициды, радионуклиды, тяжелые металлы, диоксины и другие ксенобиотики.

При комбинированном (одновременном или последовательном поступлении) действии нескольких контаминантов наиболее опасным являются эффекты синергизма и сенсибилизации, когда проявляются эффекты взаимного усиления токсического действия отдельных веществ.

Сочетанные эффекты могут возникнуть при одновременном поступ-лении в организм человека радионуклидов, пестицидов, поверхностно-активных веществ и других ксенобиотиков.

Все эти эффекты, даже при незначительном уровне загрязнения указанными контаминантами, увеличивают вклад пищевых продуктов в состояние здоровья населения.

Список используемой литературы 1. Голубев В.Н., Чичева-Филатова Л.В., Шленская Т.В. Пищевые и

биологически активные добавки. – М.: Изд. центр «Академия», 2003. – 2008с.

2. О состоянии окружающей среды и здоровья населения Владимирской области в 2010 году. Ежегодный доклад под редакцией А.А. Мигачева. Владимир, 2011.

Работа выполнена при поддержке АВЦП (проект №2.2.3.3/11515).


300

СОЧЕТАННОЕ ДЕЙСТВИЕ БИОГЕННЫХ МЕТАЛЛОВ И МИЛЛИМЕТРОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА DAPHNIA MAGNA

Н.А. Шилова, С.М. Рогачева Саратовский государственный технический университет,

г.Саратов, Россия

The effect of Cu2+, Co2+, Zn2+ (0,1 and 0,05 mg/l) in combination with low intensive EMR 65 GHz on the filtration activity of Daphnia magna was studied.

It was shown that the filtration activity of D. magna increased under the action of EMR. Incubation of irradiated D. magna in solutions of salts of metals lead to the reduction of filtration activity, the reduction degree was more than in the case of not irradiated animals. Nevertheless, the filtration activity of D. magna under the combined effect of metals and MM-radiation was more than the same under the isolated action of metals.

The discovered effect of low intensive EMR 65 GHz stimulating physiological function of D. magna may be used in biotechnologies.

Среди глобальных загрязнителей гидросферы особую опасность

представляют тяжелые металлы. Некоторые из них относятся к числу биологически активных элементов и всегда содержатся в организме животных, но при накоплении становятся опасными. Эти токсиканты изме-няют функцию крови, сердца водных животных, нарушают биохимические процессы. Все это отражается на общем функциональном состоянии гидробионтов и их дыхании.

Известно, что миллиметровое излучение (ММ ЭМИ) низкой интенсивности способно модифицировать отклик биологических систем на действие химических веществ и физических факторов.

Целью данной работы было исследовать воздействия биогенных металлов в сочетании с ММ ЭМИ на фильтрационную активность типич-ных представителей пресных водоемов ветвистоусых рачков Daphnia magna.

Эксперименты проводились в растворах сульфатов Cu2+, Co2+, Zn2+ с концентрацией ионов металлов на уровне ПДК (0,1 мг/л) и в 2 раза ниже, приготовленных на отстоянной водопроводной воде методом последова-тельного разведения.

В ходе исследований дафнии были разделены на 2 группы: необлученные (1-я группа) и облученные (2-я группа). В каждой группе


301

ставился контроль на отстойной водопроводной воде. Рачки 2-ой группы облучались в течение 30 минут в режиме непрерывной генерации ЭМИ с частотой 65 ГГц (ППЭ=120 мкВт/мин·см2). Через 24 часа после воздействия ЭМИ дафний помещали в растворы солей металлов, оставляли их на сутки, корм не добавляли. Через сутки в пробы помещали водоросли Scenedesmus quadricauda. На спектрофлуориметре «Флюорат-02-Панорама» измеряли интенсивность флуоресценции сред сразу после добавления водорослей и по прошествии 1 часа. Определение фильтрационной активности проводи-ли методом, описанным в работе [1].

Расчет фильтрационной активности D. magna (F) проводили по формуле:

ntVIII

F фot )/( −=

, где V – общий объем пробы, мл; n – количество дафний в пробе, шт.; t – время опыта, час; It/Io – коэффициент, соответствующий интенсивности флуоресценции в конечный (It) и начальный (Io) момент опыта; F – объем воды, профильтрованный дафнией в единицу времени, мл/даф.час. Значения фильтрационной активности выражали в процентах по

отношению к контролю (фильтрационной активности дафний в отстоянной водопроводной воде).

Полученные результаты свидетельствуют о том, что фильтрационная активность дафний 1-ой группы уменьшаться во всех тестируемых раство-рах солей металлов. Наибольшее влияние оказывают ионы меди. Так, при содержании Cu2+ 0,1 мг/л фильтрационная активность снижается практи-чески на 40% относительно контроля, Co2+ – на 34%, Zn2+ – на 20%. В присутствии в воде ионов Cu2+, Co2+, Zn2+ в концентрации 0,05 мг/л фильтрационная активность рачков снижается на 10%, 10%, 5 %, соответст-венно.

Во 2-ой группе дафний, подвергнутых воздействию ЭМИ КВЧ, также наблюдается значительное уменьшение фильтрационной активности в зависимости от вида металла и концентрации соли металла. При инкубации дафний в растворах сульфатов меди, кобальта, цинка в концентрации 0,1


302

мг/л трофическая активность снижается на 65 %, 56% и 49%, соответствен-но.

Представляло интерес сравнить трофическую активность облучен-ных и необлученных дафний. Для этого все значения активности были приведены к трофической активности дафний необлученных, инкубиро-ванных в чистой воде. Результаты представлены на рис. 1.

0

20

40

60

80

100

120

140

160

Cu Zn Co

Фильтрационная активность

, %

0,05 мг/л 0,05 мг/л (+ЭМИ) 0,1 мг/л 0,1 мг/л (+ЭМИ)Контроль Контроль (ЭМИ)

Рис. 1. Относительные значения фильтрационной активности D. magna,

подвергнутых изолированному и комбинированному с ЭМИ воздействию ионов металлов. За 100 % принимали фильтрационную активность необлученных

дафний, инкубированных в воде.

Из диаграммы видно, что при облучении ЭМИ у дафний значительно (на 50%) возрастает фильтрационная активность. У дафний, облученных и проинкубированных в растворах металлов значения данной активности заметно выше, чем у необлученных дафний. Наибольшие отличия (20-30%) наблюдаются для рачков, инкубированных в растворах сульфата цинка. Наибольшей токсичностью для облученных и необлученных дафний обладают ионы меди.

Таким образом, проведенные исследования показали, что при облучении дафний ЭМИ 65 ГГц их трофическая активность увеличивается, что свидетельствует о положительном влиянии миллиметровых волн на


303

физиологические функции гидробионтов. Инкубация облученных дафний в растворах солей металлов приводит к уменьшению трофической актив-ности, причем в большей степени, чем у необлученных особей. Тем не менее, при сочетанном воздействии ионов металлов и ММ ЭМИ фильтра-ционная активность D. magna увеличивается по сравнению с изолирован-ным действием металлов.

Нами установлен стимулирующий физиологические функции орга-низма эффект воздействия низкоинтенсивного ЭМИ 65 ГГц, который может быть использован в биотехнологиях.

Список используемой литературы 1. Маторин Д.Н., Венедиктов П.С. // Вестник Московского университета.

Сер.16, Биология. – 2009. – №3. – С.28-33.

ЭНТРОПИЙНЫЙ ПОДХОД К ОЦЕНКЕ КРИТИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

НА БИОТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ Л.А. Ширкин, В.А. Кошман, Т.А. Трифонова Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых,


Presented methodological framework for assessing critical loads on biotic systems on the example of cell cultures

Многие исследователи сходятся во мнении, что система санитарно-

гигиенических нормативов, в основе которой лежат значения предельно допустимых концентраций, имеет ряд существенных недостатков, среди которых – невозможность прогнозирования экологического риска и ущерба в случае многократного превышения нормативов, например в результате промышленных аварийных ситуаций. Кроме того существующие подходы к определению предельно допустимых нагрузок и концентраций в объектах окружающей среды различаются методологически.

Поэтому актуальной задачей, имеющей фундаментальное и приклад-ное значение, является разработка методов диагностики предельно-допус-тимых состояний биоценозов и оценки их устойчивости к техногенным воздействиям.


304

Наиболее полно требованиям экологического нормирования отвечает оценка предельных нагрузок на основе анализа зависимостей «доза – эффект». Поэтому необходим поиск показателей эколого-биологического состояния биоценозов, которые, выступая в качестве «эффекта», могли бы наиболее объективно отразить их реакцию на загрязнение.

Цель настоящей работы – явилась разработка методических приемов оценки критических (предельно-допустимых) нагрузок на микробиотичес-кие системы на примере клеток дрожжей.

Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи: 1) отбор биологических показателей для оценки ответной реакции клеточных культур дрожжей в целях построения зависимости «концен-трация-ответ»; 2) экспериментальная оценка зависимости «концентрация – ответ»; 3) оценка предельных (критических) концентраций солей ТМ для клеток дрожжей на основе разрабатываемой единой метематической модели.

В работе показано, что в качестве параметров, отражающих биологи-ческую активность дрожжевых культур могут быть использованы: относи-тельная активная концентрация клеток; относительный диаметр клеток; относительный объем выделившегося углекислого газа.

Расчет показателей биологической активности осуществляется в безразмерной форме:

0

0

X XAX−

=

где A – относительный показатель биологической активности при воздействующей концентрации поллютанта; X – абсолютное значение параметра (концентрации клеток, средний диаметр клеток) при воз-действующей концентрации поллютанта; X0 – минимальное значение параметра, при которой ценоз теряет свою биологическую активность. Описание зависимости «концентрация – ответ» для клеток дрожжей

осуществлялось по единой аналитической модели:

( ) ( )0

ln( ) lnexp ЦC C

A C AB

α − = ⋅ −

где A – относительный показатель биологической активности при воздействии поллютанта в концентрации C; B – коэффициент, характе-ризующий ширину размаха кривой относительно центра CЦ.


305

Дозо-ответная реакция дрожжевых культур описывается как логнормальная функция при α = 2. Критическая концентрация для острого экотоксического процесса будет рассчитываться однозначно как верхняя граница энтропийного интервала:

max Ц эС С k σ= + где

( )( )

121

3Г

BГ

ασ

α

−

= – значение СКО для логнормального распределения;

( )( ) ( )1 11 13э

Гk e Г

Гα α

αα α

= ⋅ – энтропийный коэффициент, для

логнормального распределения равен 2,066; Г – гамма функция.

Экспериментальная оценка концентрации клеток осуществлялась методом подсчета в камере Горяева, а диаметр клеток определялся методом динамического рассеяния света на лазерном дифракционом анализаторое. Анализ экспериметально полученных зависимостей «концентрация – от-вет» при воздействии ионов меди на культуру дрожжей выявил следующие параметры распределений (табл. 1)

Таблица 1 Параметры зависимости «концентрация – ответ» для клеток дрожжей Saccharomyces cerevisiae (КБП У - 3786) при воздействии ионов меди

Параметры модели «доза-ответ»

Оцениваемый биологический показатель дозо-ответной реакции

Относительная концентрация клеток

Относительный диаметр клеток

Cц, моль/л 10–5 10–5 А0 1,517 2,527 B 2,815 2,306 σ 1,990 1,631 Критическая концен-трация Cкр, моль/л

6,1·10–3 2,9·10–3

1. Относительная активная концентрация и относительный диаметр пе-

ременные показатели, отражающие микробиологическую активность


306

клеточных культур и одновременно профиль «дозо-ответных» реакций на воздействия поллютантов. На примере клеток дрожжей были получены зависимости «концентрация-ответ» по этим показателям.

2. «Дозо-ответная» реакция на острое воздействие экотоксикантов в большинстве случаев изображается куполообразной кривой, описы-ваемой логарифмически нормальной функцией. То есть металлы в зависимости от концентрации могут оказать как стимулирующее, так и угнетающее воздействие на клеточные культуры. При этом представляется возможность выявить дозу оптимальных концентраций при которой клеточные культуры проявляют наибольшую биологичес-кую активность.

3. Нами проведена оценка критической концентрации на основе анализа зависимости «концентрация-ответ» по двум показателям. Критическая концентрация оценивается как верхняя граница энтропийного интер-вала функции «концентрация-ответ». Вычисленные критические концентрации хорошо согласуются как для диаметра так и для концентрации клеток.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект № р-11-05-97751). РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ЖИДКИХ

ОТХОДОВ СЛОЖНОГО СОСТАВА ДЛЯ МАЛЫХ ПРОИЗВОДСТВ Л.А. Ширкин, Н.В. Селиванова Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых,

г.Владимир, Россия We propose an optimal variant of process design to disposal of liquid wastes of

complex composition, containing heavy metals, oil products and dissolved organic matter. It is based on methods of liquid-phase oxidation using ultraviolet radiation, adsorption and ion exchange purification.

Основной вариант направления современных поисковых научно-

исследовательских работ – это отработка физических и физико-химических методов обезвреживания органического вещества, содержащегося в жидких отходах, с последующим выделением ценных компонентов – соединений


307

цветных металлов. Цель разрабатываемой ресурсосберегающей техноло-гии – очистка жидких отходов сложного состава до требований, делающих очищенные стоки пригодными к использованию в оборотном водоснаб-жении предприятия. Используемый в разрабатываемой технологии метод интенсификации процессов окисления – запуск цепных реакций окисления органических веществ, неорганических примесей, и биомассы микроорга-низмов в воде с участием активных частиц, образуемых при взаимодейст-вии загрязнений с радикалами ОН*.

Общие требования, предъявляемые к разрабатываемой технологии: − возможность обезвреживания как жидких отходов содержащих раст-

воренное органическое вещество, нефтепродукты и тяжелые металлы (Cu, Zn, Ni);

− возможность извлечения ценных компонентов в процессе обезвре-живания жидких отходов (промышленную ценность представляют, как правило, никель, цинк и медь);

− оборудование с минимальными весом и габаритами;простота монтажа, с возможностью увеличения производительности очистных сооруже-ний благодаря модульности исполнения;

− минимальные эксплуатационные затраты на расходные материалы и электроэнергию. Показатели качества очищенных стоков должны соответствовать

требованиями ГОСТ 9.314-90 для вод 2-й категории. Предложенный вариант технологической схемы обезвреживания

жидких отходов включает ряд технологических операций (рис. 1), прово-димых в периодическом режиме.

Рассматриваемый вариант технологической схемы включает 7 стадий обезвреживания жидких отходов, содержащих тяжелые металлы (Cu, Zn, Ni), нефтепродукты и растворенное органическое вещество:

1. Удаление крупных частиц. Для удаления крупных и плавающих частиц сточные воды пропускают через решетку, а затем стоки подвергаются усреднению по концентрации и объему в усреднителе, куда для перемешивания подают воздух с помощью вентилятора.

2. Отстаивание. Затем стоки направляются в вертикальный отстойник (ОВ), где очищается от мелких грубодисперсных примесей. С помощью вакуум-фильтра (ВФ) осадок обезвоживается и направля-


308

ется в ёмкость (E1). Фильтрат же центробежным насосом (H1) вновь направляется в отстойник.

Рис. 1. Функциональная схема обезвреживания жидких отходов

3. Промывка и сушка осадка. Образовавшийся осадок после отстаивания

подвергается промывке и обезвоживанию на пресс-фильтре. В последующем обезвреженный осадок может быть использован в производстве керамики и других стройматериалов, а полученный в ходе промывок фильтрат вновь направляется в отстойник.

4. Сорбция нефтепродуктов. На данном этапе полученная после отстаи-вания сточная вода на сорбционных фильтрах очищается от нефте-продуктов. Десорбция осуществляется острым паром. Выделенные в процессе десорбции нефтепродукты направляют на сжигание в котельных, а вода возвращается обратно в общий поток перед сорбционными фильтрами.

5. Коллективная сорбция металлов. После сорбции нефтепродуктов раствор, насосом периодически подается катионообменные колонны, где на ионите КУ-23Na идет коллективная сорбция ионов цинка, никеля, меди. Десорбция ионита осуществляется раствором серной кислоты. Элюаты цинка, никеля и меди собираются в емкости.


309

6. Жидкофазное окисление растворенного органического вещества. В фотохимическом генераторе в чистой воде под воздействием жесткого ультрафиолетового облучения ксеноновой лампы создается высоко-активная реакционная водная смесь O3 и H2O2. Основа технологии – фотохимический генератор радикалов ОН* и

озона с использованием вакуумного ультрафиолета ксеноновых ламп (172 нм).

Один из перспективных вариантов реализации генератора представ-лен на рис. 2.

Рис. 2. Схема получения высокоактивной смеси в фотохимическом генераторе

Полученная в генераторе высокоактивная смесь, содержащая

радикалы ОН*, перекись и озон направляется на окисление органического вещества, содержащегося в жидких отходах. Взаимодействие озона О3 и перекиси водорода Н2О2 создает эффект длительного последействия, в результате которого развиваются цепные реакции окисления. Этот процесс воспроизводит процесс природного окисления, но с большей интенсив-ностью.

7. Получение товарной продукции. Элюаты цинка, никеля и меди утилизируют. Для этого путем электролиза выделяют катодные осадки меди и никеля, цинка. Очищенная от цветных металлов вода направляется на приготовление рабочих растворов серной кислоты.

Предложенный вариант технологической схемы обезвреживания жидких отходов гальванических производств позволяет:

− безреагентно обезвреживать жидкие отходы сложного состава, используя высоко эффективный процесс окисления органики пере-кисными соединениями, образующимся с использованием вакуум-ного ультрафиолета ксеноновых ламп (172 нм);


310

− использовать оборудование с минимальными весом и габаритами; − снижать затраты за счет простоты монтажа, с возможностью увеличе-

ния производительности очистных сооружений благодаря модуль-ности исполнения;

− снизить эксплуатационные затраты на расходные материалы; − регулировать качество очистки и достигать показателей качества

очищаемой (оборотной) воды в соответствии с ГОСТ 9.314; − сократить водопотребление на 90-95 % и образование опасных

жидких отходов; − удалить из жидких отходов нефтепродукты и растворенные органи-

ческие вещества; − извлекать ценные цветные металлы в процессе обезвреживания

жидких отходов. Предложенная схема обезвреживания жидких отходов может быть

рекомендована для применения на малотоннажных производствах для обезвреживания жидких отходов сложного состава, содержащих тяжелые металлы, нефтепродукты и растворенное органическое вещество. Для крупных производств с большими объемами жидких отходов экономически целесообразно применять методы биологического окисления органического вещества в аэротенках.

Работа выполнена при поддержке Минобрнауки (ГК № П1078 от 31.05.2010)

ОЦЕНКА ТЕХНОГЕННОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА С ПРИМЕНЕНИЕМ АНАЛИЗА МАГНИТНОЙ ВОСПРИИМЧИВОСТИ ПОЧВ

Л.А. Ширкин, Т.А. Трифонова, В.А. Кошман, А.Н. Краснощёков Владимирский государственный университет им. А.Г. и

Н.Г.Столетовых, г.Владимир, Россия

Published new data on the anthropogenic transformation of urban soil. Soil pollution by heavy metals leads to an increase magnetic susceptibility.

Введение

В последнее время интенсивно разрабатываются экспресс-методы индикации техногенных почвенно-геохимических аномалий и показателей


311

влияния техногенной нагрузки на почвенный покров, основанные на измерении физико-химических и физических свойств почв, среди которых одним из наиболее перспективных и доступных методов признаётся диагностика магнитной восприимчивости (МВ).

В многочисленных исследованиях выявлено, что магнитная восприимчивость почв определяется содержанием магнитной фракции, под которой понимается минеральная часть почвы, состоящая преимуществен-но из ферромагнитных минералов железа (магнетит и др.). То есть увеличение магнитного сигнала в почвах обусловлено повышенным содержанием ферромагнетиков [1, 2, 3]. В то же время, тесная связь магнитной восприимчивости с содержанием органического вещества указывает на педогенное происхождение почвенных ферромагнетиков с прямым или косвенным участием почвенных микроорганизмов [1]. В связи с этим до сих пор остаётся открытым вопрос об интерпретации данных по магнитной восприимчивости техногенно изменённых почв.

Поэтому целью настоящей работы явился анализ техногенной трансформации почвенного покрова с применением данных индикации магнитной восприимчивости поверхностных горизонтов, проведённый на примере города Владимира. Материалы и методика

Объектом исследования явился почвенный покров территории города Владимира. Для изучения закономерностей распределения значений маг-нитной восприимчивости почв города в целом был использован маршрут-ный метод. Объёмная магнитная восприимчивость почв определялась в поверхностных горизонтах прибором каппаметр (КТ-5) с диапазоном измерений 10-5 – 1 СИ. Замеры магнитной восприимчивости почвы проведены на 300 пробных участках, относительно равномерно распределённых на исследуемой территории и выбранных в зависимости от типа функциональной зоны города: жилая застройка, промышленная зона, природные комплексы, автотранспортные сети (рис. 1). На каждом пробном участке площадью 1 м2 замеры проводились по методу «конверта». В результате было получено 1500 значений МВ. Замеры проведены в июне 2008 года.


312

Рис. 1. Расположение пробных участков на территории г. Владимира Одновременно осуществлялся отбор образцов почв с пробных

участков для последующего количественного элементного анализа, прово-димого рентгенофлуоресцентным методом на рентгенофлуоресцентном кристалл-дифракционном сканирующем спектрометре [4].

Анализ параметров распределения значений магнитной восприим-чивости и концентраций микроэлементов почв на территории города Владимира проводился с использованием методов математической статис-тики, теории информации и ГИС-технологий.

Для оценки региональной нормы магнитной восприимчивости в почвах города Владимира и анализа распределения техногенной нагрузки был применён центильный метод. Данный метод основан на составлении центильных шкал и применяется к анализу рядов данных и параметров, измеряемых в биологических объектах, так как наиболее эффективно позволяет учесть региональные особенности биогеохимического распреде-ления химических элементов.


313

Результаты и обсуждение Измерения магнитной восприимчивости поверхностного слоя почв,

проведённые на территории г.Владимира, выявили ряд данных находящий-ся в диапазоне значений МВ×10-3 СИ от 0,05 до 2,24.

Диаграмма частотного распределения значений магнитной восприим-чивости удовлетворительно описывается логнормальной функцией (рис. 2, табл. 1).

Рис. 2. Гистограмма частотного (логнормального) распределения значений

магнитной восприимчивости почв на территории г. Владимира

Таблица 1 Параметры логнормального распределения значений магнитной

восприимчивости почв на территории г. Владимира Параметр ln (МВ×10-3 СИ) МВ×10-3 СИ

Центр распределения -0,9416 0,3800 Среднее квадратическое отклонение 0,4758 – Границы энтропийного интервала min -1,9486 0,14 max 0,0150 1,02

Логнормальное распределение характерно также и для железа –

элемента, определяющего ферромагнитные свойства почв (рис. 6). Так как


314

магнитная восприимчивость характеризуется логнормальной функцией, то оценка центра распределения измерений как среднее арифметическое неправомерно. Наиболее точным методом оценки центра распределения значений магнитной восприимчивости, защищённым от влияния размера промахов, в данном случае является медиана [5]. Поэтому обработка данных проводились с применением медианного метода.

На основе выявленных параметров логнормального распределения значений МВ была составлена центильная шкала, позволяющая оценить ферромагнитный статус почв и в дальнейшем провести ранжирование территорий по техногенной нагрузке. В качестве нормы рассматривается интервал от 25 до 75 центиля, как соответствующий средним значениям магнитной восприимчивости в почвах (табл. 2).

Таблица 2 Центильная шкала распределения значений магнитной восприимчивости

почв на территории г. Владимира

Процентиль Оценка значений коридора Магнитная восприимчивость,

МВ×10-3 СИ < 5 Очень низкое < 0,174

5 – 10 Низкое 0,174 – 0,207 10 – 25 Ниже среднего 0,207 – 0,276 25 – 75 Среднее 0,276 – 0,524 75 – 90 Выше среднего 0,524 – 0,699 90 – 95 Высокое 0,699 – 0,831

> 95 Очень высокое > 0,831

Картосхема распределения значений магнитной восприимчивости почв, построенная по центильной шкале представлена на рис. 3-4.

Для территории города было выявлено, что 63 % пробных участков имеют медианные значения МВ, находящиеся в пределах нормы, 19% – низкие и очень низкие значения МВ, а 18% – высокие и очень высокие значения МВ.

Группировка территорий по степени техногенной нагрузки осущест-влялась из предположения, что чем выше степень отклонения медианных значений магнитной восприимчивости от нормы в большую или меньшую сторону, тем выше степень техногенной нагрузки. Поэтому центильная шкала была положена в основу группировки ареалов по степени техноген-ной нагрузки (табл. 3).


315

Рис. 3. 3D-диаграмма распределения значений магнитной восприимчивости почв

по центильной шкале на территории г. Владимира

Рис. 4. Распределение значений магнитной восприимчивости почв по центильной

шкале на территории г. Владимира


316

Таблица 3 Группировка ареалов по степени техногенной нагрузки в зависимости от

магнитной восприимчивости почв г. Владимира

Процентиль Степень техногенной нагрузки Магнитная восприимчивость,

МВ×10-3 СИ 10 – 25 Техногенно ненагруженные 0,276 – 0,524 25 – 75 Техногенно слабонагруженные 0,207 – 0,276 и 0,524 – 0,699 75 – 90 Техногенно средненагруженные 0,174 – 0,207 и 0,699 – 0,831 90 – 95 Техногенно сильнонагруженный < 0,174 и > 0,831

Согласно полученной группировке значений магнитной восприим-

чивости почв получена оценочная карта распределения техногенной нагрузки (рис 5.).

Рис. 5. Картосхема распределения техногенной нагрузки почв

на территории г.Владимира Анализ полученной картосхемы показывает, что техногенная нагруз-

ка почв имеет очаговый характер, а максимальные уровни диагности-руются:


317

− в восточной части города, в районе расположения основных пред-приятий (ОАО «Автоприбор», ОАО «Химзоавод», ТЭЦ);

− вдоль северной объездной дороги; − в западной части города, соответствующей месторасположению боль-

шого массива гаражей, а также объездной дороги. Также довольно сильная нагрузка наблюдается на основных авто-

магистральных перекрестках г. Владимира. В целом почвенный покров на территории города Владимира нами

оценивается как техногенно слабонагруженный. Высокая техногенная нагрузка выявлена лишь на 8,7% пробных участков.

Для пробных участков, характеризующихся высокими значениями магнитной восприимчивости, был проведён количественный элементный анализ проб почв, результаты которого представлены в табл. 4.

Таблица 4 Медианные значения валового содержания элементов для пробных

участков, характеризующиеся высокими уровнями значений магнитной восприимчивости

Параметр Медианное значение Магнитная восприимчивость, МВ×10-3 СИ 0,90 Элементный состав Sr, мг/кг 95,9 Pb, мг/кг 66,9 Zn, мг/кг 98,7 Cu, мг/кг 27,2 Ni, мг/кг 22,0 Co, мг/кг 4,5 Fe2O3, % 1,9065 MnO, мг/кг 397,4 Cr, мг/кг 62,2 V, мг/кг 35,2 TiO2, % 0,2839 Для сравнения результатов элементного анализа был проведён

статистический анализ данных содержания валовых форм металлов (Pb, Zn, Cu, Ni, Co, Fe, Mn, Cr) в пахотном слое техногенно ненагруженных среднесуглинистых почв Владимирского региона, сформированных на лессовидных и покровных пылеватых суглинках, осуществлённый по результатам скрининговых обследований почвенных разрезов (рис. 6).


318

Рис. 6. Гистограммы частотного распределения содержаний валовых форм

металлов в пахотном слое почв Все рассматриваемые металлы подчиняются логнормальному закону

распределения [6, 7]. Статистические параметры логнормального закона распределения для валовых форм металлов в пахотном слое почв Владимирского региона отражены в табл. 5.

Таблица 5 Параметры распределений валовых форм металлов в пахотном слое

техногенно ненагруженных почв [7]

Эле-мент

Диапазон зафиксированных значений C, мг/кг

Центр распределения СКО

σ

Верхняя граница энтропийного интервала

Cmin Cmax XЦ CЦ, мг/кг XЦ+2,066σ Сmax

прогноз, мг/кг

Pb 3 44 2,7003 14,9 0,5542 3,8453 46,8 Zn 27 69 3,8556 47,3 0,2032 4,2754 71,9 Cu 0 17 – – – – – Ni 15 2650 3,5757 35,7 0,5595 4,7316 113,5 Co 0 11 1,5349 4,6 0,6188 2,8133 16,7 Fe* 16800 51500 10,3387 30905 0,2076 10,7676 47458 Mn** 203 1040 6,4119 609 0,3064 7,0449 1147 Cr 63 104 4,4403 84,8 0,0886 4,6233 101,8

Примечание: * – в пересчёте на Fe2O3; ** – в пересчёте на MnO.

Цинк (Zn)

27 33 39 45 51 57 63 69мг/кг

0%

4%

7%

11%

14%

18%

21%

25%

28%Кобальт (Co)

0,7 2,2 3,6 5,1 6,6 8,1 9,5 11,0мг/кг

0%

4%

8%

11%

15%

19%

23%

26%

30%Марганец (Mn)

203 323 442 562 681 801 920 1040мг/кг

0%

4%

7%

11%

14%

18%

21%

25%

28%

32%

35%

Железо (Fe)

16800 21757 26714 31671 36629 41586 46543 51500мг/кг

0%4%7%

11%14%18%21%25%28%32%35%39%42%46%49%53%

Свинец (Pb)

3,0 8,9 14,7 20,6 26,4 32,3 38,1 44,0мг/кг

0%

4%

7%

11%

14%

18%

21%

25%

28%

32%

35%

39%Хром (Cr)

63,0 68,9 74,7 80,6 86,4 92,3 98,1 104,0мг/кг

0%

4%

7%

11%

14%

18%

21%

25%

28%

32%

35%


319

Сравнение содержаний валовых форм металлов, выявил статисти-чески значимые различия между пробными участками с высокими значениями магнитной восприимчивости и техногенно ненагруженными почвами Владимирского региона по цинку, свинцу, железу и марганцу.

Для образцов почв, отличающихся высоким уровнем магнитной восприимчивости, характерно высокое содержание свинца и цинка, на 40 % превышающее верхнюю границу энтропийного интервала (табл. 5), а также заниженные значения железа и марганца по сравнению с фоновым уровнем. Причём для образцов почв, отобранных с пробных участков, отсутствует корреляция между магнитной восприимчивостью и валовым содержанием железа (рис. 7)

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0

МВ*

10-3СИ

Fe2O3, % Рис. 7. Диаграмма распределения значений магнитной восприимчивости пробных

участков в зависимости от валового содержания железа Загрязнение почв пробных участков свинцом и цинком, аномально

низкое содержание железа и марганца, тесная связь магнитной восприим-чивости с содержанием органического вещества, незначительный уровень техногенного аэрального поступления железа на территории города Владимира, а также отсутствие прямой корреляции между магнитной восприимчивостью, железом и другими тяжёлыми металлами указывают на биологический (педогенный) характер формирования магнитной фракции в почвах. Выводы

1. Получены новые данные о техногенной нагрузке на почвенный покров г. Владимира на основе индикации магнитной восприимчивости поверхностных горизонтов. Анализ логнормальной функции распре-


320

деления магнитной восприимчивости с применением центильного метода позволил идентифицировать почвенный покров города как в целом техногенно слабонагруженный. Высокая техногенная нагрузка почв имеет очаговый характер, географически привязана к немного-численным крупным объектам промышленной и автотранспортной инфраструктуры города и выявлена лишь на 8,7% пробных участков.

2. Использованный в работе метод дифференциации загрязнённых и незагрязнённых почв позволяет на основе уже имеющейся инфор-мации статистически достоверно выделять техногенные ореолы загрязнения тяжёлыми металлами. Основное достоинство информа-ционного подхода к математическому описанию распределения тяжёлых металлов в почвах состоит в том, что размер энтропийного интервала неопределённости может быть вычислен строго математи-чески для любого закона распределения, устраняя тем самым сложив-шийся произвол, неизбежный при волевом назначении различных значений доверительной вероятности.

3. Ведущим процессом, приводящим к увеличению магнитного сигнала в почвах, являются аномальные техногенные изменения микроэлемент-ного состава почв – т.е. загрязнения тяжёлыми металлами, превышаю-щие верхнюю границу энтропийного интервала концентраций и не характерные для почв, относящихся к рассматриваемой почвенно-геохимической ассоциации.

Список литературы

1. Загурский А.М. Специфика микростроения и генезиса магнитных соединений железа в почвах. Автореф. канд. биол. наук. – Москва, 2008. – 25 с.

2. Гладышева М.А. Магнитная восприимчивость урбанизированных почв. Автореф. канд. биол. наук. – Москва, 2007. – 26 с.

3. Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме: В 2-х т. Пер. с англ. / Под ред. Дж. Киршвинка, Д. Джонса, Б. Мак-Фаддена. – М.: Мир, 1989.

4. Методика выполнения измерений массовой доли металлов и оксидов металлов в порошковых пробах почв методом рентгенофлуорес-центного анализа (Свидетельство Госстандарта РФ № 2420/53-2002).


321

5. Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов изме-рений. 2-е изд., перераб. и доп. – Л.: Энергоатомиздат, 1991. – 304с.

6. Экологический атлас Владимирской области; под ред. Т.А. Трифо-новой; Владим. гос. ун-т. – Владимир: Изд-во Владим. гос. ун-та, 2007. – 92с. – ISBN 5-89368-776-0.

7. Трифонова Т.А., Ширкин Л.А., Селиванова Н.В. Эколого-геохими-ческий анализ загрязнения ландшафтов. – Владимир: ООО «Владимир Полиграф», 2007. – 170с. – ISBN 958-5-903044-17-7.

8. Экологическая геохимия: словарь-справочник / авт.-сост.: Т.А. Трифо-нова, Л.А. Ширкин; Владим. гос. ун-т. – Владимир: Ред.-издат. комплекс ВлГУ, 2005. – 140с. – ISBN 5-89368-576-8.

9. Трифонова Т.А., Ширкин Л.А., Селиванова Н.В. Исследование мигра-ции тяжёлых металлов в системе «гальваношлам – почва» // Безопас-ность жизнедеятельности, 2002, №3.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (Грант р-11-05-97751). РИСК ПОСТУПЛЕНИЯ СВИНЦА В ОРГАНИЗМ ДЕТЕЙ С ПИЩЕЙ

И.С. Яблокова ГОУ ВПО «Ивановская государственная медицинская

академия Росздрава», г.Иваново, Россия

Heavy metals belong to the class of highly dangerous substances. In structure of pollution of environment heavy metals one of the first places belongs to lead. It represents the greatest danger for an organism of children. In a human body lead can arrive on food chains. The research problem were definition of an exposition and an estimation of risk of receipt of lead with foodstuff. It is established, that the maintenance of lead is more in products of an animal origin, than in the vegetative. At exposition calculation it is established, that it is equal to a referential dose. The factor of danger HQ at level of a median of the maintenance of lead in foodstuff is equal 1,0, at level of 90th процентиля exceeds 1,0. Hence, pollution of foodstuff by this metal is significant. Such influence is characterised as inadmissible. Change of food allowances of children for the purpose of decrease in risk of receipt of lead in their organism is necessary.


322

До сих пор в разных регионах России недостаточно изучены вопросы нагрузки пищевых продуктов контаминантами, в том числе тяжелыми металлами. [1, 2].

Тяжелые металлы относятся к классу высоко опасных веществ. Это обусловлено их значительной токсичностью и кумулятивной способностью. Они блокируют функциональные группы биомолекул, вытесняя незамени-мые элементы из комплексов, повреждают мембраны [3].

В структуре загрязнения среды тяжелыми металлами одно из первых мест принадлежит свинцу. Отравления этим металлом – самая распростра-ненная в США интоксикация, связанная с загрязнением окружающей среды [4].

Свинец ингибирует системы детоксикации, активирует перекисное окисление липидов [5], что может привести к усилению токсичности других ксенобиотиков и увеличению вероятности отдаленных эффектов (канцерогенного, гонадо- и эмбриотропного).

Наибольшую опасность свинец представляет для организма детей, так как его всасывание в желудочно-кишечном тракте у них достигает 50% [6], и даже малые дозы свинца, ранее считавшиеся нетоксичными, могут привести к снижению коэффициента умственного развития (IQ) [7].

В организм человека свинец может поступать различными путями. Его выбросы в атмосферу служат причиной загрязнения почв. О значитель-ном накоплении свинца в почве свидетельствуют высокие концентрации этого металла [8]. По пищевым цепочкам металл, попадая из почвы в растительные и, далее, животные продукты, поступает в организм человека. Может иметь место и прямое загрязнение при производстве готовых изделий из посуды и упаковки.

В пищевых продуктах свинец может находиться не только за счет естественного фонового содержания, но и в результате антропотехно-генного загрязнения окружающей среды.

Задачей исследования явились определение экспозиции и оценка риска поступления свинца с пищевыми продуктами в детский организм.

Выбор продуктов для исследования обусловлен анализом фактичес-кого питания детей 6-7 лет [9].

Установлено, что содержание свинца больше в продуктах животного происхождения, чем в растительных. Так, например, в мясе среднее


323

содержание металла (М±m) в мг/кг 0,100± 0,005; в рыбе – 0,173±0,008 мг/кг; в овощах – 0,036±0,003 мг/кг; фруктах – 0,060±0,008 мг/кг.

Относительно больше, чем в овощах металла в хлебе, особенно ржаном – 0,055±0,005 мг/кг и крупах – 0,07±0,01 мг/кг. Самое низкое содержание этих металлов в кисломолочных продуктах – 0,027±0,002 мг/кг.

Следует отметить, что концентрации свинца во всех продуктах не превышали допустимых уровней [10].

Далее, по имеющимся данным о питании детей 6-7 лет и данных о контаминации свинцом пищевых продуктов, была определена экспозиция загрязнителем пищевых продуктов.

Для расчета используется медиана и 90-й процентиль содержания контаминанта. Экспозиция рассчитана по формуле [11]:

BW

MCExp

i

N

ii )*(

1∑

= =

, где Exp – значение экспозиции контаминантом, мг/кг массы тела/сутки (мг/кг массы тела/неделю, мг/кг массы тела/месяц); Сi – содержание контаминанта в i-м продукте, мг/кг; Mi – потребление i-го продукта, кг/сутки (кг/неделю, кг/год); BW – масса тела, кг; N – общее количество продуктов, включенных в исследование. В результате: Expmed=0,08883/25=0,0035 мг/кг в сутки или 0,02478 мг/кг массы тела

в неделю. Exp90 пр=0,14/25=0,0056 мг/кг в сутки или 0,04 мг/кг массы тела в

неделю. Проведено сравнение этих доз с референтными. Референтная доза

(RfD) или допустимое суточное поступление (ADI) – это воздействие химического вещества, которое, вероятно, не приводит к возникновению риска для здоровья чувствительных групп населения, которыми являются дети. Для свинца, при хроническом пероральном поступлении, референтная доза составляет 0,0035 мг/кг [10]. В нашем случае экспозиция свинцом равна референтной дозе.

Затем, используя формулу:


324

%100**

*

1∑

=

=

N

iii

iii

MC

MCContr

, где Contri – вклад i-го продукта в общее значение экспозиции; Сi – содержание контаминанта в i-м продукте, мг/кг; Mi – потребление i-го продукта, кг/сутки (кг/неделю, кг/год),

нами был рассчитан вклад каждой из групп продуктов в общее значение экспозиции. Результат показан на рисунке.

Рис. 1. Ранжирование пищевых продуктов по вкладу в общее значение экспозиции

Как видно из рисунка, на первом месте по вкладу в общее значение

экспозиции стоят фрукты, затем рыба, колбасы, картофель, крупа, мясо, творог.

Нами так же был проведен расчет коэффициента опасности на уровне медианы и 90-го процентиля содержания свинца в пищевых продуктах. Коэффициент опасности выражает отношение оцененной дозы контами-нанта к допустимой. При этом, условно переносимое недельное поступ-ление УПНП для свинца составляет 0,025 мг/кг массы тела в неделю.

Расчет коэффициента опасности проводится по формулам:

УПМПExpили

УПНПExpили

ДСДExp medmedmed

med =HQ

УПМПExpили

УПНПExpили

ДСДExp %90%90%90

%90HQ =,

в результате


325

HQ med=0,025 / 0,025 =1 HQ 90%=0,04 / 0,025 =1,6 > 1

Рассчитанный нами коэффициент опасности HQ на уровне медианы содержания свинца в пищевых продуктах равен 1,0, на уровне 90-го процентиля превышает 1,0. Следовательно, загрязнение пищевых продук-тов этим металлом является значимым. Такое воздействие характеризуется как недопустимое [11]. Поэтому необходимо изменение рационов питания детей с целью снижения риска поступления свинца в их организм.

Список используемой литературы 1. Василовский А.М. Риски для здоровья населения Красноярского края,

обусловленные потреблением продуктов питания, контаминиро-ванных тяжелыми металлами // Вопросы питания, №1, 2009. – С.63-68.

2. Гигиенические нормативы химических веществ в окружающей среде. / Под ред. Ю.А. Рахманина, В.В. Семеновой, А.В. Москвина. – Спб.: НПО «Профессионал», 2007. – 768с.

3. Ochirai Ei-Ichiro. Toxicity of heavy metals and biological defense // J. Chem. Educ. – 1995. – 72. – 6. – P.479-484.

4. Landrigan Ph., Todd A., Wedeen R. Lead poisoning // Mount Sinai J. Med. – 1995. – 62. – 5. – P.360-364.

5. Kadiiska M., Serbinova E., Stoychev T. Heavy metals and lipid peroxidation // Rep. of Sci. Acad. Bulgaria. – 1990. – 43. – 2. – P.103-105.

6. Ершов Ю.А., Плетенева Т.В. Механизмы токсического действия неорганических соединений. – Медицина, 1989. – 272с.

7. David О. Grad. G. McGan B. Koltun A. Mental Retardation and nontoxic lead levels\\ Amer.J.Psyshiatr.1982.139.806-809c.

8. Сергеева М.В., Якушева М.Ю. Оценка риска влияния загрязнения окружающей среды на здоровье населения на муниципальном уровне. // Гиг. и сан., №1, 2010. – С.21-23.

9. Яблокова И.С., Стародумов В.Л. Опасность поступления свинца и кадмия с пищевыми продуктами в организм детей // Вестник Иванов-ской медицинской академии, №1, 2011. – С.30-33.

10. Гигиенические нормативы химических веществ в окружающей среде. / Под ред. Ю.А.Рахманина, В.В. Семеновой, А.В. Москвина. – СПб.: НПО «Профессионал», 2007.

11. Определение экспозиции и оценка риска воздействия химических контаминантов пищевых продуктов на население. Методические ука-зания – М.: Федеральный Центр гигиены и эпидемиологии Роспрот-ребнадзора, 2009.


326

АНАЛИЗ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ОПАСНОСТЕЙ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ

ГИДРОМЕЛИОРАТИВНЫХ СИСТЕМ В.М. Яшин

Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации

им. А.Н. Костякова, г.Москва, Россия

Different stages of reclamation projects operation as well as analysis of their potential environmental risks are considered in the paper. Environmental risks for different structures elements of reclamation projects and their influence on the different parts of the environment such as – soil, unsaturation zone rocks, surface and ground water as well as agri-landscapes as a whole are eximined.

Отличительной особенностью воздействия крупных гидромелиора-

тивных систем (ГМС) является практически полный охват подвергаемых воздействию компонентов природной среды и социально-экономических условий территорий. Изменяются факторы, формирующие потоки вещества и энергии. В то же время именно потоки (преимущественно водный компонент) являются связующим звеном между компонентами ландшафта, биологическим и геологическим кругооборотами веществ.

Изменения состояния компонентов ландшафтов происходят постоян-но и непрерывно, начиная с момента (периода) начала строительства ГМС. Характер и степень изменений природной среды обусловлены и связаны с определенными стадиями жизнедеятельности ГМС, которые включают этапы: проектирования (нулевой); строительства и ввода в эксплуатацию; функционирования в проектном режиме эксплуатации; реконструкции (может повторяться); эксплуатации реконструированной ГМС (может пов-торяться) и ликвидации ГМС и возможной рекультивации мелиори-рованных земель.

Этап проектирования является важнейшим для будущей ГМС. Но с позиций жизнедеятельности она пока живет в «умах» специалистов и на различных носителях информации. Влияние на изменение состояния природной среды нулевое или чрезвычайно малое (только результаты изыскательских работ – скважины, шурфы, различные опытные полигоны и площадки) и им можно пренебречь.


327

Этап строительства и ввода в эксплуатацию ГМС является точкой отсчета начала изменений состояния природной среды под влиянием мелиоративной деятельности. Направленность, интенсивность и уровень изменения состояния ландшафтов, происходящих на данном этапе, зависят от конструкции ГМС и от начального состояния природных условий объекта мелиорации. При этом можно выделить два типа начальных условий, когда строительство ГМС осуществляется на залежных или целинных землях и строительство системы проводится на землях сущест-вующего земледелия, т.е. в пределах функционирующих агроландшафтов.

Для первого типа условий характерно, что в период строительства ГМС и ввода их в эксплуатацию в наибольшей степени происходит перестройка естественных ландшафтов и сбалансированных природных процессов в антропогенные, происходит «коренное» их преобразование. В результате строительства ГМС и реализации агротехнологий создается новая организация территории, происходит переформирование мезо- и микрорельефа. Воздействие только этого этапа обусловливает переход ландшафтов из естественных или слабоизмененных в класс антропогенных. Из экологических факторов наибольшему изменению подвергается биоразнообразие ландшафтов.

Для второго типа начальных условий трансформация природных и агроприродных процессов происходит с меньшей интенсивностью и более плавно. Наибольшей трансформации подвергается водный фактор (водопоступление – водоотведение), которое сопровождается значительным изменением природных и природно-мелиоративных процессов (поверх-ностный сток, аккумуляция и впитывание воды, почвенная гидрология, физико-химические процессы в почве, влаго- и солеперенос в зоне аэрации, режим грунтовых вод, подземный сток и др.). Весьма важной особенностью этапа строительства ГМС является его непродолжительность, а тип изменчивости воздействующих факторов носит скачкообразный характер.

Основным этапом жизнедеятельности ГМС является период ее функционирования в проектном режиме (период эксплуатации). Данный этап характеризуется длительностью и постоянством воздействия антропогенных, формирующих экологические опасности, факторов.

Характер и интенсивность изменений экологических условий ландшафтов определяется как в целом принятой системой земледелия, так и конструктивными особенностями ГМС. При этом система орошаемого


328

земледелия формирует общую антропогенную нагрузку на ландшафты, а конструктивные особенности и компоненты ГМС определяют величину и характер мелиоративных воздействий на отдельные компоненты. В сжатом виде перечень возможных экологических опасностей в результате строи-тельства и эксплуатации ГМС приведены в табл. 1.

Таблица 1 Характеристики экологических опасностей при воздействии

мелиоративных систем и агротехнологий на компоненты природной среды Объект

воздействия Источник, механизмы

воздействия Экологические опасности

Почва Механическое воздействие на почву машин и механизмов Орошение Осушение Внесение удобрений, агрохимикатов и химмелиорантов

Разрушение структуры, уплотнение пахотного и подпахотного горизонтов. Переувлажнение, подъем грунтовых вод, заболачивание, оглеение, слитизация, вынос питательных веществ, снижение аэрации, вторичное засоление, осолон-цевание, загрязнение, потери гумуса, содообразование, ирригационная эрозия и др. Переосушение, сработка торфа и его осадка, ускоренная дефляция, минерали-зация гумуса, повышение пожароопас-ности и др. Загрязнение почв и сельхозпродукции нитратами, тяжелыми металлами, измене-ние рН почвенного раствора, повышение подвижности тяжелых металлов и т.п.

Зона аэрации

Орошение. Воздействие осуществляется опосредованно через почву. Внесение удобрений, агрохимикатов и химмелиорантов

Интенсификация водно-солевого режима и инженерно-геологических процессов. Загрязнение, засоление, выщелачивание, переувлажнение, потеря устойчивости грунтов. Уменьшение мощности, сокра-щение ассимиляционной емкости ланд-шафта.


329

Окончание табл. 1 Объект

воздействия Источник, механизмы

воздействия Экологические опасности

Грунтовые воды

Орошение. Воздействие осущест-вляется опосредо-ванно через почву и зону аэрации Отбор воды на орошение Осушение

Усиление инфильтрационного питания, подъем грунтовых вод, увеличение мине-рализации, загрязнение грунтовых вод биогенами, пестицидами, тяжелыми металлами и др. Интенсификация гидро-химических процессов. Подтопление сельхозугодий. Понижение уровня, ухудшение качества подземных вод. Интенсификация инже-нерно-геологических процессов (просад-ки, карст, оползни, суффозия). Сработка запасов, понижение уровня грунтовых вод, ухудшение качества.

Поверхностные воды: - водоисточ-ник - водоприем-ник

Отбор воды Поступление сбросных и дренажно-коллекторных вод

Уменьшение запасов; снижение уровня воды в водоисточнике; активизация инженерно-геологических процессов в береговой зоне; ухудшения среды оби-тания прибрежной флоры и фауны; попадание рыб в оросительную сеть. Ухудшение качества воды и увеличение минерализации (обычно загрязнение); подъем уровня, сопровождаемый ростом площади зеркала; изменение условий проживания человека и обитания водной и прибрежной фауны; активизация инженерно-геологических процессов (затопление, подтопление, активизация коррозии, вторичное засоление и т.п.)

Прилега-ющие земли

Опосредованное воздействие через грунтовые воды, гидрографическую и мелиоративную сети

Ухудшение качества воды; активизация инженерно-геологических процессов (подтопление, заболачивание, переувлаж-нение, вторичное засоление и осолон-цевание почв); смена биоценозов и др.

Агроланд-шафты

Мелиоративные системы и агро-технологии на мелиорируемых землях

Сокращение ассимиляционной емкости ландшафтов, сокращение биоразнообра-зия, снижение экологической устойчи-вости.


330

СЕКЦИЯ 4. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И МОДЕЛИРОВАНИЕ

МОДЕЛИРОВАНИЕ ГИДРОЛОГИЧЕСКОГО РЕЖИМА ВОДОХРАНИЛИЩ В СЛУЧАЕ ГЛОБАЛЬНОГО ПОТЕПЛЕНИЯ

М.Г. Гречушникова МГУ им. М.В.Ломоносова, г.Москва, Россия

The article deals with probable changes of hydrological regime of different types

water reservoirs in case of global warming. Input files were based on INM RAS A2 climate forecast and decrease of inflow according to hydrological forecast. Model showed decrease of water exchange duration, level ampliude and freezing-over period, increase of water temperature and difference between temperature of bottom and surface layer.

На географическом факультете МГУ выполнен большой и много-

гранный цикл прогностических исследований климатических, гидротерми-ческих и водных ресурсов в условиях дальнейшего потепления в XXI в. на Восточно-европейской равнине [2, 4]. Результаты этих исследований – основа для решения актуальной задачи – прогностического расчета вероятного изменения к середине XXI в. гидрологического режима разнотипных водохранилищ: Можайского, Иваньковского и Рыбинского.

Решение поставленной задачи включало два этапа: 1) диагности-ческий модельный расчет гидрологического режима маловодные годы и валидация полученных результатов; 2) прогностический расчет с учетом ожидаемого потепления и изменения притока воды в водохранилища к середине XXI в. с учетом вероятных модельных ошибок.

Для диагностического расчета использованы опубликованные в гидрологических ежегодниках среднесуточные расходы воды в створах рек водосборов водохранилищ, а также среднесуточный уровень воды, рассчи-танный по данным водомерных постов. В качестве исходных файлов данных для Иваньковского водохранилища были выбраны маловодный 1973 г. и средневодный 1984 г., для Можайского водохранилища использован период с марта 1983 г по март 1985 г., когда на водоеме


331

производились учащенные гидрологические съемки (данный период многократно использовался для отладки модели, ее новых блоков и показывает хорошие результаты воспроизведения фактического изменения гидрологических характеристик); в качестве исходного файла данных для Рыбинского водохранилища был выбран маловодный 1964 г., чтобы рассмотреть изменения при неблагоприятном маловодном варианте. Для прогностических модельных расчетов в данной работе решено было выбрать наиболее неблагоприятное (в частности для водоснабжения г. Москвы) сочетание уменьшения слоя годового стока и слоя стока за половодье: модульные коэффициенты 0,7 для годового стока, дляслоя стока за половодье для притоков Иваньковского и Можайского водохранилищ значение 0,4, а для притоков Рыбинского водохранилища значение 0,5-0,6 в зависимости от расположения бассейна притока. Для зарегулированного притока (рр. Волга, Шексна, Кесьма) использован только модульный коэффициент годового стока, равномерно сокращающий объем притока за год на 30%. На основании выбранных модульных коэффициентов рассчи-таны предполагаемые значения расходов воды притоков водохранилищ на основании фактически наблюденных расходов воды. В прогностическом расчете для задания погодных условий использованы результаты климати-ческой модели INM RAS, воспроизводящей сценарий А2. Для узлов сетки с координатами 56ºс.ш. 40ºв.д и 60ºс.ш. 40ºв.д ряды среднесуточных значений метеорологических характеристик с 1945 по 1975 гг. были осреднены для годового периода, поскольку прогноз изменения климати-ческих условий основан на осредненных значениях метеорологических характеристик за 30-летний период. Но при этом синоптические циклы, играющие важную роль в формировании гидрологической структуры водохранилищ, становятся снивелированными. В то же время изменения погоды необходимо соотносить с вероятными колебаниями притока воды в водохранилище, т.е. паводки должны соответствовать дождливым перио-дам. Поэтому файл исходных метеоданных был подготовлен следующим образом. По данным наблюдений выделены периоды ледостава и открытой воды. Для каждого из них определены средние значения характеристик. Затем для ряда температуры воздуха Т, например, и модельного осредненного климатического ряда Т* рассчитаны ежесуточные редукцион-ные коэффициенты ki для введения поправки к наблюдавшимся среднесу-точным значениям: Ti*=ki⋅Тi.. Таким способом редуцированы ряды осадков,


332

скорости ветра, температуры и влажности воздуха, атмосферного давления. В итоге полученная сумма осадков, например, и средние значения других величин приведены к характерным прогнозным значениям, которые рассчитаны по климатической модели INM RAS.

По результатам моделирования гидрологического режима Рыбин-ского водохранилища изменятся сроки характерных периодов: продолжи-тельность обратной стратификации весной сократиться на период от 2 недель (в верховьях лопастей до 1 месяца в приплотинной части; на 2-3 декады увеличится продолжительность прямой стратификации; в среднем на 3°С возрастет разность поверхностной и придонной температуры воды; в глубоководных отсеках максимум придонной температуры сдвинется с конца августа на середину сентября. При реализации прогнозного сценария сокращения притока воды в водохранилище преобразится структура вод-ного баланса водохранилища, уменьшится аккумулятивная составляющая, внутригодовая амплитуда колебания уровня воды уменьшится более чем на 30%. Уменьшится и проточность водохранилища. Среднее значение коэф-фициента водообмена (Кв) водохранилища за период 1948-1980 гг. состав-ляет 1,27 год-1 [3]. В маловодном 1964 г. его значение составило 1,09 год-1, а при прогнозируемом снижении притока с его водосбора Кв сократится до 0,96 год-1, т.е. на 12%. Наибольшее сокращение проточности (до 30-40%) наступит в весной (март-апрель) из-за уменьшения объема половодья и необходимости возможно большего наполнения водохранилища. В летом возможно небольшое увеличение проточности при всё большей сработке полезного объема. Удлинится продолжительность безледного периода в среднем на 1 месяц. Водохранилище, по модельному расчету, будет освобождаться ото льда на 2-3 недели ранее (не в конце, а в начале апреля), а ледостав наступать на 1-2 недели позднее – в конце ноября.

Расчетные значения температуры воды Иваньковского водохрани-лища при предполагаемых климатических изменениях повысятся: 1) для маловодного года повышение температуры поверхности воды за период с мая по октябрь составит от 3,3°С в верховьях до 5,1°С у плотины, а в среднем за год – от 2,1 до 3,4°С соответственно; 2) для года средней водности повышение будет менее существенным – от 3,4°С в верховьях до 2,7°С у плотины в среднем за год. Ожидается изменение проточности водохранилища. Среднее значение коэффициента водообмена (Кв) водохра-


333

нилища за период 1952-1980 гг. составляет 8,3 год-1 [3]. В маловодном 1973 г. его значение было в 1,2 раза меньше, а при прогнозируемом снижении притока с его водосбора Кв сократится до 5,42 год-1, что в 1,5 раза меньше современного среднегодового значения. Проточность водохранилища для «экспериментального» маловодного года уменьшится в среднем на 25%, для средневодного – на 19%. Наибольшее сокращение проточности придет-ся на весенний период (март-апрель) из-за сокращения объема притока воды за период половодья при необходимости наполнения водохранилища, чтобы поддерживать заданные значения уровня воды.

Одним из последствий уменьшения проточности водохранилища станет увеличение разности температур в поверхностном и придонном слое воды. По данным наблюдений, прямая стратификация в водоеме имеет место до конца лета, и связана с натеканием теплых речных водных масс на относительно холодные воды половодья, вытесняющие зимнюю водную массу [1]. К концу лета холодная придонная водная масса сбрасывается в нижний бьеф, а квазигоризонтальная зона смешения теплых и холодных вод опускается при многофакторном перемешивании в водной толще. В случае предполагаемых климатических изменений при сокращении сбросов в нижний бьеф и большем прогреве поверхностного слоя разность поверхностной и придонной температуры воды увеличится. В отличие от фактически наблюдавшихся изменений, когда наибольшая разность температуры в поверхностном и придонном горизонтах (Тп-Тд) приходилась на май (до 5,1°С), а в августе это различие уже составляло менее 1,5°С, при вероятных климатических изменениях и сокращении проточности страти-фикация в водоеме будет наиболее выражена на месяц позднее – в июне (увеличение Тп-Тд составит 6,2°С в маловодном году и 1,9°С в средне-водном году), а в августе будет все еще значима (3,8°С и 2,1°С соответст-венно вместо 0,9°С и 1,3°С, наблюдавшихся фактически). Ожидается сокращение продолжительности периода ледостава. По результатам моделирования при потеплении водохранилище будет освобождаться ото льда на 2-3 недели ранее, а ледостав наступать на 1-2 недели позднее.

Изменение режима работы Можайского гидроузла в условиях сокра-щения притока сократит амплитуду колебаний уровня воды с 6,5 до 4,5 м. В годы максимальной водности возможно будет наполнить водохранилище до НПУ. В связи с прогнозируемым сокращением притока возникает


334

проблема сокращения подачи воды в столицу из Москворецкой системы водоснабжения (поскольку аналогичные изменения режима воды последу-ют и в других водохранилищах, которые нее входят). За рассматриваемый полувековой период возможно сокращение проточности водохранилища, особенно сильно весной, что связано с потребностью в сокращении сбросов из-за уменьшения притока воды, а также в зимнюю межень. За период летне-осенней межени изменение проточности будет минимально из-за увеличения паводкового стока. В среднем за год проточность водохрани-лища может сократиться на 40%.

Изменения погодных условий, притока и проточности отразятся на характеристиках свойств воды в водоеме. Так температура поверхности воды в среднем за период увеличится на 4,1°С, а с мая по октябрь – на 5,9°С. Различия температуры поверхности воды в верховьях и у плотины в период накопления тепла водной толщей уменьшатся на 1°С из-за более раннего стаивания льда, меньшей доли относительно более теплых вод половодья при интенсивном нагревании акватории. А в период охлаждения разница температуры поверхностного слоя в приплотинном и верхнем районе возрастет на 0,3°С (за счет более быстрого охлаждения мелководий при относительно низком уровне). Существенные изменения могут произойти в распределении минерализации воды: разность ее значений в верхнем и приплотинном районах сократится в среднем на 60 мг/л из-за сокращения доли притока талых маломинерализованных вод весной. По этой же причине сократятся различия ее в поверхностном и придонном слое: с -48 мг/л до -5 в среднем за весь период, а среднее значение в водоеме увеличится на 20 мг/л.

Прогнозируемые климатические изменения несомненно повлияют на гидрологический режим водных объектов. Направленность и выраженность изменений будет определяться соотношением изменений погодных усло-вий, определяющих тепло-масообмен водоема с атмосферой и изменения притока, от которого зависит режим наполнения водохранилища, его проточность, гидрологический характеристики в приустьевых заливах.

Автор выражает благодарность В.М. Евстигнееву, М.В. Сидоровой и В.М. Степаненко за помощь в подборе исходных данных, консультации и замечания.


335

Список используемой литературы 1. Буторин Н.В. Гидрологические процессы и динамика водных масс в

водохранилищах Волжского каскада. – Л.: Наука, 1969. – 320с. 2. Кислов А.В., Евстигнеев В.М., Малхазова С.М. и др. Прогноз климати-

ческой ресурсообеспеченности Восточно-европейской равнины в условиях потепления XXI века. – М.: МАКС-Пресс, 2008. – 292с.

3. Эдельштейн К.К. Водохранилища России: экологические проблемы, пути их решения. – М.: ГЕОС, 1998. – 277с.

4. Эколого-географические последствия глобального потепления клима-та XXI века на Восточно-Европейской равнине и Западной Сибири: Монография / Под ред. Н.С. Касимова и А.В. Кислова. – М.: МАКС Пресс, 2011. – 496с.

Работа выполнена в рамках темы Госконтракта П1394 и при финансовой поддержке РФФИ (проект 09-05-00029).

РАЗРАБОТКА ТРЁХМЕРНОЙ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ТЕРРИТОРИИ БАССЕЙНА РЕКИ КЛЯЗЬМА

А.Н. Краснощёков Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых,

г.Владимир, Россия The article describes the algorithm for creating three-dimensional geological

model of pre-Quaternary basin of the river Klyazma using GIS technology. В настоящее время особую актуальность приобретают исследования

по региональной оценке подверженности подземных вод воздействию различных источников загрязнения. Результатом подобных исследований являются обобщенные показатели уязвимости или защищенности подзем-ных вод по отношению к любому или определенному загрязняющему веществу. Так, данное исследование явилось первым этапом для оценки защищенности подземных вод на территории бассейна р. Клязьмы.

Территория бассейна входит в Восточно-Европейскую платформен-ную артезианскую область. Последняя, в свою очередь, по структурным признакам дифференцируется на гидрогеологические районы первого


336

порядка. Литоводосборный бассейн реки Клязьма одновременно принадле-жит к Среднерусскому и Восточно-Русскому артезианским бассейнам первого порядка. Среднерусский артезианский бассейн соответствует Московской синеклизе, тогда как Восточно-Русский артезианский бассейн выделен в границах Волго-Уральской антиклизы.

К основным эксплуатируемым подземным горизонтам на территории бассейна р. Клязьмы относятся: татарский и казанский водоносные комплексы водоносных горизонтов верхней части пермских отложений; гжельско-ассельский, касимовский, каширский, подольско-мячковский водоносные комплексы каменноугольного водоносного горизонта. К основ-ным локально-эксплуатируемым горизонтам относятся неоген-палеогено-вые, меловые, юрские и триасовые водоносные комплексы. Эксплуатация данных подземных горизонтов имеет интенсивный многолетний характер.

Для пространственного выявления данных водоносных горизонтов с помощью программного пакета ArcGIS 9.3 разработана трехмерная модель дочетвертичных отложений.

Для интерполяции данных были выбраны контрольные точки для дочетвертичных отложений и для отложений четвертичного периода. Точки охватывают территорию бассейна реки Клязьма, каждой из них присвоено буквенное значение.

Для каждой точки были восстановлены абсолютные глубины залегания верхних границ геологических горизонтов по геологическим профилям. Данные сведены в отдельную таблицу атрибутов в ArcMap.

Горизонты, которые локализованы в отдельных районах исследуемой территории, то есть не являются сплошными, обрезались с применением алгебры карт и дополнительного модуля Spatial Analyst. Для этого выполнен следующий алгоритм действий по каждому такому горизонту.

1) Запуск ArcMap → Добавить данные → Добавляем 2 слоя: слой с границами бассейна и слой с контрольными точками;

2) Копируем слой с границами бассейна, присваивая ему имя вырезае-мого горизонта (Данные → Экспорт данных → Добавляем экспорти-руемые данные на карту как слой → Свойства → Отображение → Задаем значение 60%);

3) Далее действия производятся с использованием модуля ArcGIS Spatial Analyst.


337

Spatial Analyst → Опции → Общие → В качестве маски анализа выбираем слой с границами бассейна. Spatial Analyst → Интерполировать в растр → Обратно взвешенные расстояния → В качестве входных точек выбираем слой с контроль-ными точками, в поле Z значений – вырезаемый горизонт. Spatial Analyst → Интерполировать в растр → Обратно взвешенные расстояния → В качестве входных точек выбираем слой с контроль-ными точками, в поле Z значений – горизонт, расположенный ниже вырезаемого. Spatial Analyst → Калькулятор растра → [ОВР]-[ОВР 2] → Вычислить.

4) Вычисление → Свойства → Символы → Классификация → Присваи-ваем всем значениям менее 0 один цвет.

5) Редактируем слой горизонта. Задачи → Разрезать полигон. С помощью инструмента Скетч обводим области, закрашенные в один цвет, и удаляем их.

6) Сохраняем изменения. Все слои горизонтов сохранялись в растре. Для последующей работы был создан новый слой, состоящий из 599

опорных точек, расположенных внутри границ бассейна реки Клязьма. Все дальнейшие действия производились в этом слое.

Для каждой такой точки из карты состояния основных водоносных комплексов бассейна реки Клязьма были экспортированы данные об эксплуатируемых водоносных горизонтах. Для этого использовался инструмент из набора ArcToolbox – «Извлечь значения в точки» (рис. 1).

Далее были установлены абсолютные глубины залегания подошв и верхних границ эксплуатируемых водоносных горизонтов для каждой точки по данным о водосодержащих породах. Эти данные экспортированы из слоев соответствующих горизонтов при помощи инструмента «Извлечь значения в точки». И затем из них были созданы два дополнительных растровых слоя: слой верхней границы залегания водоносных горизонтов и слой их подошвы.


338

Рис. 1. Фрагмент слоя опорных точек в Arc Map

На следующем этапе было необходимо определить, какие из

геологических горизонтов частично или полностью расположены над слоем верхних границ эксплуатируемых водоносных горизонтов. Работа произво-дилась в приложении ArcGIS ArcScene, где такие слои были визуально идентифицированы. Далее в ArcMap данные этих горизонтов были экспортированы в слой опорных точек инструментом «Извлечь значения в точки», а горизонты, которые расположены над слоем верхних границ эксплуатируемых водоносных горизонтов лишь частично – вырезаны по описанной выше схеме.

Для создания трехмерной геологической модели территории бассейна реки Клязьма все вырезанные и сохраненные как растровые данные геологические горизонты были обработаны в приложении ArcScene в ГИС ArcGIS, широко используемом для анализа и визуализации 3D данных. Далее всем геологическим горизонтам было присвоено название и добавлена шкала глубины.

Разработанная трехмерная геологическая модель территории бассей-на реки Клязьма наглядно демонстрирует глубину и порядок залегания дочетвертичных геологических горизонтов, а также дает представление об их локализации (рис. 2).


339

Рис. 2. Трехмерная геологическая модель территории бассейна реки Клязьма


СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ДАННЫХ АНКЕТИРОВАНИЯ ПО

ФАКТОРАМ КОМФОРТНОСТИ ПРОЖИВАНИЯ НАСЕЛЕНИЯ А.Н. Краснощёков1, И.Е. Салякин1, Larissa Yagolnitzer2 1 Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых,

г.Владимир, Россия 2 Exelon Corporation, Philadelphia, USA

The paper considers the principles of statistical data survey respondents on the

factors of comfort living of the population. Based on the analysis of data given a semiquantitative description of individual-level adaptation options for the various sub groupings population selected by sex and age lines.

Комфортность проживания населения формируется при влиянии как природных, экологических, так и социально-экономических условий и особенно ярко их влияние проявляется на локальном уровне. Размещение


340

населения и хозяйственный комплекс рассматриваются как условия формирования уровня комфортности. Оценка комфортности проживания носит отчасти субъективный характер, поэтому целесообразнее выявлять приоритетные условия проживания методом анкетирования респондентов.

Методологически комфортность в настоящем исследовании характе-ризовалась тремя группами факторов: природно-антропогенным, социаль-ным и медико-экологическим. Первая группа характеризует территорию проживания с точки зрения рекреационного и эстетического состояния. Изменение природно-антропогенных условий носит стабильный характер. В данную группу предлагается включить показатели, характеризующие пространственную близость к объектам, влияющим на рекреационное состояние территории, а также климатические показатели региона. Вторая группа характеризует социальные условия проживания населения. Уровень жизни населения как социально-экономическая категория представляет собой уровень и степень удовлетворения потребностей людей в материаль-ных благах, бытовых и культурных услугах. Третья группа включает в себя медико-демографические и экологические условия. Экологическое состояние рассматриваемой территории может оцениваться по различным показателям состояния окружающей среды, например: загрязнения атмос-феры от различных источников, почв, вод, уровень радиации и т.д. Медико-демографическая обстановка может оцениваться по показателям естествен-ного движения населения, изменения структуры населения и первичной заболеваемости по основным нозологиям.

Оценку комфортности проживания по половому признаку и для разных возрастных групп населения предлагается оценивать на основе анкетных данных (анкетирования). При помощи метода анкетирования можно с наименьшими затратами получить высокий уровень массовости исследования. Особенностью этого метода можно назвать его анонимность (личность респондента не фиксируется, фиксируются лишь его ответы). Анкетирование проводится в основном в случаях, когда необходимо выяснить мнения людей по каким-то вопросам и охватить большое число людей за короткий срок.

Анкетирование проводилось по половому признаку и для следую-щих возрастных групп:

− 0 - 7 лет (анкетирование проводится у родителей); − 7 - 18 лет;


341

− 18 - 30 лет; − 30 - 60 лет (мужчины) / 30 - 55 лет (женщины); − более 60 лет (мужчины) / более 55 лет (женщины). Данные, полученные методом анкетирования респондентов для

расчета комфортности проживания населения в соответствии с разработан-ной методикой, были обработаны методами математической статистики с применением программ Microsoft Excel и Statistica. Анкетирование проводилось по половому признаку и различным возрастным группам. Было опрошено более 300 респондентов и выбраны по 30 респондентов на каждую из 9 групп. Респонденты в ходе анкетирования выставляли баллы приоритетности в пятибалльной системе по всем предлагаемым условиям комфортности проживания населения. Усредненные результаты опроса по факторам комфортности представлены на рис. 1.

Рис. 1. Приоритетность факторов комфортности проживания населения

(усредненная по анкетированию)

По результатам анкетирования респондентов выявлено, что природ-но-антропогенные условия являются более приоритетными для молодого (0-18 лет) населения и населения пенсионного возраста. В тоже время социальные условия являются наиболее приоритетными для трудоспособ-ного населения в возрасте от 18 до 55 лет. Медико-экологические условия территорий являются приоритетными, в основном, для детского населения, мужчин (18-30 лет) и людей пенсионного возраста.


342

Более подробный анализ проведен в программе Statistica 7.0 и как пример на рис. 2 представлена диаграмма размаха приоритетности социаль-ных условий по всем группам населения.

Рис. 2. Диаграмма размаха приоритетности социальных условий

(по всем группам населения)


343

По приведенным диаграммам можно определить среднее значение, квартильный размах и другие статистические показатели данных анкетиро-вания.

После обработки данных анкетирования в программе Statistica выяв-лены наиболее приоритетные показатели для всех популяций населения: по природно-антропогенным условиям – приближенность к лесу, водоемам и климатическая комфортность; по социальным условиям – обеспеченность населения объектами бытового обслуживания, магазинами и аптеками, плотность учреждений здравоохранения, обеспеченность врачами; по медико-экологическим условиям – загрязнение отходами (в том числе свал-ки), рождаемость, ишемическая болезнь сердца (по взрослому населению).

Таким образом, на основе методов анкетирования дана полуколи-чественная характеристика индивидуального уровня адаптационных возможностей для различных субгрупп популяции, выделенных по поло-возрастному принципу. Чем выше значимость фактора окружающей среды для респондента, тем ниже уровень его индивидуальных адаптационных возможностей к воздействию данного фактора. Природно-антропогенные условия являются приоритетными для молодого населения и населения пенсионного возраста. Социальные условия наиболее значимы для трудоспособного населения в возрасте от 18 до 55 лет. Медико-экологи-ческие условия территорий являются приоритетными, в основном, для детского населения, мужчин (18-30 лет) и людей пенсионного возраста.

Исследования выполнены при поддержке РФФИ (грант № 11-05-97505р_центр_а).

ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИКИ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ И

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СТАРООБЖИТЫХ ТЕРРИТОРИЙ С ПОМОЩЬЮ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ

В.А. Низовцев МГУ им. М.В. Ломоносова, г.Москва, Россия

Современное геоэкологическое состояние территорий древнего

освоения является суммативным и отражает многовековое антропогенное воздействие. Поэтому необходимой составляющей исследований динамики природопользования является определение изначальной ландшафтной


344

структуры (ландшафтно-эдафическим методом), реконструкция природо-пользования, сети поселений и экологических проблем, возникавших в прошлом. Это возможно при сопряженном ландшафтно-историко-археоло-гическом изучении территории с использованием целого комплекса методов, том числе палеопедологического, радиоуглеродного и археологи-ческого анализа артефактов. При этом привлекаются данные остеоло-гических, палинологических, топонимических исследований. В рамках исторического периода, обеспеченного картографическим материалом основным приемом является сопряженный анализ картографических первоисточников и ландшафтных карт.

Ландшафтные карты отражают структуру и распределение современ-ных и коренных (условно-восстановленных) ландшафтных комплексов – естественно-исторический фон геоэкологических проблем; карты природо-пользования и экологических ситуаций на разные хроносрезы показывают особенности взаимоотношений человека и ландшафтов. Поэтому особое внимание комплексных исследованиях уделяется разномасштабному картографированию на нескольких иерархических уровнях (от региональ-ного до локального). Региональный уровень работ предполагает картогра-фирование с выделением физико-географических провинций в масштабе до 1: 2 500 000. На локальном уровне (масштаб 1:1 000 – 1:10 000) показы-ваются виды урочищ и подурочищ (Низовцев, 1999).

Исследования по истории формирования и развития систем природопользования в настоящее время невозможны без применения ГИС-технологий и составление геоинформационных систем. Эти технологии позволяют более быстро и качественно проводить сопряженный анализ разновременных и разномасштабных исторических карт, накладывать карты одного типа на другой, определять площади контуров и количественно описывать динамику землепользования конкретных ПТК (самых разных таксономических рангов, вплоть до видов урочищ и подурочищ) в определенные исторические промежутки времени.

Создается новый тип ГИС – ландшафтно-исторические геоинфор-мационные системы, которые позволяют получить четкую картину функци-онирования территорий в разные исторические периоды на основе «сквоз-ного» ландшафтно-исторического анализа территории с сопряженным изучением динамики ландшафта и хозяйственной деятельности в нем с составлением серий карт на различные хроносрезы (Марченко и др., 2001).


345

В ландшафтно-исторической ГИС географические данные получают временной аспект в виде конкретных исторических срезов, характеризую-щих развитие территории, а историческая информация – пространственную интерпретацию. Обработка пространственной информации средствами ГИС дает возможность получать точную количественную оценку площадей исследуемых объектов и проводить статистический анализ. Ландшафтно-историческая ГИС становится инструментом для хранения, обработки и анализа и обобщения территориально «привязанного» исторического и природного материала, но и дает возможность сопоставлять и накладывать разнотипные, разновременные и разномасштабные карты, получать новые контура и быстро определять площади и проводить статистическую обработку результатов. Обработка пространственной информации средст-вами ГИС позволяет получить точную количественную оценку площадей исследуемых объектов и провести статистическую обработку, ошибка при этом не превышает 5-10%. Ландшафтно-исторические ГИС существенно облегчают сопряженный ландшафтно-историческо-археологический анализ конкретной территории в конкретные промежутки времени, позволяют проследить динамику издавна используемых человеком ландшафтов и наполнить исторические данные ландшафтным содержанием. Подобные ГИС могут быть использованы не только для научных исследований, но и в просветительских и образовательных целях, при обучении студентов и школьников, в экскурсионном и музейном деле. Процесс создания ландшафтно-исторической ГИС чрезвычайно динамичен, как по включае-мому материалу, так и по применяемым техническим средствам. Важным свойством создаваемой ГИС является постоянное обновление и расшире-ние, оперативное включение новой информации, получаемой при полевых исследованиях и при работе в фондах.

Применение ГИС-технологий в ландшафтно-исторических исследо-ваниях позволяет: 1) подключать различные картографические материалы, сопоставление которых чрезвычайно затруднено из-за разномасштабности; 2) проверять результаты, полученные традиционным путем (например, логические ландшафтно-эдафические реконструкции) формальными мето-дами; 3) автоматизировать процесс реконструкции ландшафтной структуры территории или природопользования, процесс составления карт функцио-нального зонирования и мониторинга на ландшафтной основе в ходе компьютерной обработки данных; 4) повысить кондиционность выводов


346

при сравнении результатов, полученных разными методами, 5) сравнивать результаты исследований различных территорий после перевода их в электронную форму и соответствующей унификации данных; 6)проводить компьютерные эксперименты и решать обратные задачи, проверяя их в полевых условиях.

Подобные работы были выполнены на ключевом участке, в окрест-ностях с. Павловская Слобода, расположенном в 25 км к западу от г. Москва, в бассейне р. Истра (левый приток р. Москвы) площадью свыше 20 км² (Низовцев и др., 2001). Природный блок ГИС включает топографи-ческие и ландшафтные карты разных масштабов, электронный атлас, содержащий производные компонентные карты, отражающие генезис и формы рельефа, механический состав грунтов, условия увлажнения, почвы и растительность. Характерные ландшафтные объекты и компоненты сопровождаются графическими образами в виде фотографий и рисунков. Основным картографическим элементом исторического блока является серия карт землепользования в исследуемые исторические срезы (1767, 1860, 1920 и 1960 г), которые были составлены на основе следующего картографического материала: карта Генерального межевания Павловской вотчины 1767 г. (1:84000); военно-топографическая карта Московской губернии 1860 г. (1:42000); карта Московской губернии (Звенигородский уезд, 1:84000); топографическая карта 1960 г (1:10 000). На них нашли отражение основные хозяйственных угодья – лес, пашня, луг, селитебные территории и др. для четырех исторических срезов (конец XVIII, середина XIX, начало и конец XX). Средствами программы ArcView 3.1 было произведено наложение карт землепользования на ландшафтную карту и подсчет площадей как отдельных ландшафтных комплексов и их видов, так и территорий, занятых определенным видом землепользования на всем участке и в пределах каждого вида комплекса (урочища) в каждый истори-ческий срез. Статистическая обработка полученных результатов представ-лена в виде диаграмм.

Ландшафтные особенности, типичность и в то же время разнообразие природных условий, обеспечивают значительное богатство и разнообразие природно-ресурсного потенциала, а, следовательно, и определяют степень благоприятности территории для хозяйственного освоения в различные исторические периоды. Существовавшее длительное время в Ближнем Под-московье комплексное адаптивное хозяйство обусловило тесную корреля-


347

цию видов и территориальной структуры хозяйства с местными ландшафт-ными условиями (внутриландшафтной локальной структурой), так как только учет природных особенностей территорий обеспечивал эффектив-ность ведения хозяйства. На формирование хозяйственной структуры района немаловажную роль сыграло его расположение в непосредственной близости от Москвы, как центра формирования товарно-рыночных отношений и технологических новаций.

Анализ исторических материалов (писцовые книги, документы Гене-рального межевания и т.д.), а также многолетние полевые ландшафтные и ландшафтно-археологические исследования позволили установить, что уже к концу XVII в. в Ближнем Подмосковье достигнут естественный предел хозяйственного освоения ландшафтов. Этот максимальный уровень продол-жался практически и все XVIII столетие. Во второй четверти XVII века распаханность Московского региона составила в среднем 34%, а к концу XVIII в. – 39%. Доля лугов была незначительной, соответственно, 3% и 8%. Однако для многих районов Ближнего Подмосковья эти показатели существенно отличаются. Распаханность многих ландшафтных комплексов достигала 80 и более процентов. Это объясняется сочетанием ряда факто-ров: особенностями природопользования в каждом конкретном случае (обусловленными, в свою очередь, природными свойствами территории) и социально-экономическими причинами, в том числе, близостью или удаленностью данных участков от крупных городов и важнейших путей сообщения. В этом периоде уже сложилась сеть поселений, которая в общих чертах сохранилась и по настоящее время. Например, только в окрестностях Звенигорода выявлено около 30 поселений сохранивших свое местоположение с XVI в. Система сельского расселения во многом опреде-лялась структурой землепользования. В XVII-XVIII веках доминировало пашенное трехпольное земледелие с элементами перелога. Существовало два основных вида пашни – постоянные, и гораздо реже пашни наездом. В исследуемый период основной массив поселений и постоянных пахотных участков располагался на долинных зандрах (высоких надпойменных террасах), приречных участках полого- и покато-наклонных и мелковол-нистых водно-ледниковых и моренных равнин. Немногим менее были освоены моренно-камовые всхолмления, низкие надпойменные террасы и покатые коренные склоны речных долин. Перечисленные ландшафтные комплексы характеризуются наиболее благоприятными эколого-эдафичес-


348

кими условиями. Как правило, к ним относились относительно теплые и сухие местообитания с отличной и хорошей дренированностью, со сравнительно легким механическим составом и высокой плодородностью почв, и ранними сроками готовности полей к обработке.

Дровяные, чаще всего мелколесные, леса занимали комплексы крайне неблагоприятные для занятия земледелием. К ним относятся плоские участки моренных, водно-ледниковых и озерно-ледниковых равнин, плоские днища древнеозерных котловин и ложбин стока талых ледниковых вод («межбассейновых переливов») занимают от 10 до 30% всей площади территории. Их почвы из-за слабого поверхностного дренажа, а порой и его отсутствия, тяжелого механического состава почвообразующих пород большей частью оглеены, имеют неблагоприятный водно-воздушный режим и очень поздние сроки весенней спелости (разница по срокам с лучшими почвами достигает полутора-двух месяцев, что в условиях Нечерноземной зоны с напряженным радиационным режимом является решающим лимитирующим для земледелия фактором).

История природопользования глубоко запечатлена в облике современ-ного ландшафта и земельных угодий. Структура хозяйственных угодий оказалась очень устойчивой и во многих ландшафтах сохранялась неизменной до настоящего времени. Важнейшие перемены в структуре землепользования на территории Ближнего Подмосковья происходили в последующее время в начале XIX в. (сильнейший сельскохозяйственный кризис), в конце XIX. в. (внедрение «плодосмена»), либо в наше время в связи с укрупнением деревень. Рост производительных возможностей и появление новых видов хозяйствования приводил к освоению новых ландшафтных комплексов, однако сохранение традиционных видов земле-пользования обеспечивало преемственность территориальной структуры хозяйства.

Сопряженный анализ ландшафтных и исторических карт показал четкую унаследованность природопользования, в первую очередь, аграр-ного в отдельных видах ПТК. Выявлена тесная корреляция территориаль-ной организации, типов производства в сельском и лесном хозяйстве, размещения и характера поселений с исходной ландшафтной структурой. Получен и совершенно неожиданный вывод: за последние триста лет на исследуемой территории коренных (существенных) смен природополь-зования практически не отмечено, кроме последних лет. А максимум


349

изменения ландшафтной структуры, так же не считая последних десятилетий, пришелся на XVII- XVIII века. Выявлена тесная корреляция территориальной организации, типов производства в сельском и лесном хозяйстве, размещения и характера поселений с исходной ландшафтной дифференциацией. Получен и совершенно неожиданный вывод: за XVII-XIX вв. на исследуемой территории смен землепользования практически не отмечено, а максимум изменения ландшафтной структуры, не считая пос-ледних десятилетий, пришелся на конец XVII в. Зато почти для всех видов урочищ землепользование из века в век становилось более разнообразным.


1. Марченко Н.А., Низовцев В.А., Онищенко М.В. Создание и приме-нение ландшафтно-исторических геоинформационных систем терри-торий историко-культурного назначения. // Экологические проблемы сохранения исторического и культурного наследия. – М., 2001.

2. Низовцев В.А. Антропогенный ландшафтогенез: предмет и задачи исследования // Вестн. Моск. Ун-та. Сер. 5. География. 1999. №1.

3. Низовцев В.А., Марченко Н.А, Беляева Е.Н. Антропогенная эволюция ландшафтной структуры Ближнего Подмосковья в XVII-XX веках. // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 2001. № 4.

Работа выполнена по проекту РФФИ №11-05-01068. ГЕОИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ

ИНТЕГРАЛЬНОГО РАЙОНИРОВАНИЯ РЕГИОНА ПО УРОВНЮ

ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ ТЕРРИТОРИЙ РЕЧНЫХ БАССЕЙНОВ В.М. Умывакин, Д.А. Иванов, Д.А. Матвиец

Воронежский государственный университет, г.Воронеж, Россия

Considered methodical and mathematic aspects of the geoinformation-analitic technologes of integral division of region on the base aggregate estimation of ecologic danger of the territories of river basins

Принятие эффективных управленческих решений по устойчивому

природопользованию в рамках бассейновой концепции невозможно без


350

наличия и использования интегрированной информации об экологической безопасности территорий речных водосборов. Понятие «безопасность» не существует без антонима «опасность». В дальнейшем под экологической безопасностью территорий понимается допустимый уровень (мера) экологической опасности – возможность (вероятность) потери качества окружающей среды (ОС) в результате действия антропогенных и природ-ных факторов. Для интегрального районирования региона по уровню экологической опасности территорий речных водосборов предлагается нелинейная интегральная оценка качества (некачественности) ОС типа «общий риск невыполнения нормативных требований к качеству ОС» [1].

Введем частные абсолютные и относительные оценки качества окружающей среды (ОС), обладающие следующими свойствами:

1) абсолютная оценка качества µj по j-му показателю качества (ПК) является безразмерной величиной – функцией µj = µj(yj), принимаю-щей значения из интервала [0,1], j=1,2,...,M. Данная функция может иметь следующий вид: µj=(yj-yj

min)/(yjmax-yj

min). Здесь yjmin и yj

max – соответственно минимальное и максимальное возможные значения j-го ПК;

2) относительная оценка некачественности ОС (частный риск) dj = dj(µj,εj) является функцией двух переменных – абсолютной оценки µj и нормативного требования εj к качеству ОС по j-му ПК;

3) нормативный уровень εj может быть определен следующим образом: εj=(y*j-yj

min)/(yjmax-yj

min), где y*j – пороговое значение (норматив) j-го ПК. Требования к качеству ОС выполняются при µj≥εj, т.е. при yj≤y*j;

4) при выполнении требований 0≤dj(µj, εj)≤1. Частный риск dj минимален: а) при отсутствии всяких требований (dj=0 при εj=0 и µj>0); б) при предельно возможном качестве независимо от требований (dj=0 при µj=1 и µj>εj). Риск dj принимает максимальное значение при предельно низком допустимом качестве (dj=1 при µj=εj≠0). На основе вероятностной интерпретации функций dj показано [2], что

при µj ≥ εj вышеуказанным условиям 1) - 4) удовлетворяет единственная функция dj вида:

dj = [εj(1 - µj)] / [µj(1 - εj)]. (1).


351

При этом интегральные оценки d некачественности ОС, которые имеют смысл «обобщенной экологической опасности территорий», вычис-ляются по формуле:

( )∏=

−−=M

jj

jdd1

11 λ

(2), где λj – весовые коэффициенты частных оценок dj, удовлетворяющие

условию нормировки: ∑

=

≥=M

jjj

1

0,1 λλ, j=1,2,…,М.

При этом 0 ≤ d ≤ 1. Фактически, частные dj и интегральная d оценки позволяют измерить вероятность невыполнения нормативных требований к качеству бассейновых геосистем соответственно с точки зрения отдельных и системного свойства (общей экологической опасности территорий реч-ных водосборов).

Для содержательной интерпретации степени экологической опаснос-ти территорий речных водосборов предлагается использовать особый вид порядковых шкал – вербально-числовые шкалы. В состав таких шкал включают содержательное (вербальное) описание выделенных градаций шкалы и соответствующие им числовые значения. В табл. 1 приведена вербально-числовая шкала Харрингтона [3].

Таблица 1 Степень экологической опасности по шкале Харрингтона

№ п/п

Содержательное описание градаций

Численное значение

Ранг (класс)

1 очень высокая свыше 0,8 I 2 высокая 0,81 – 0,62 II 3 средняя 0,63– 0,4 III 4 низкая 0,41– 0,2 IV 5 очень низкая менее 0,19 V

Числовые значения градаций шкалы Харрингтона получены на

основе обработки и анализа большого объема статистических данных, что придает этой шкале достаточно универсальный характер.

Результаты расчета интегральной оценки и районирования Белгород-ской области по уровню эрозионной опасности территорий речных водосборов в соответствии с формулами (1)-(2) и шкалой Харрингтона представлены на рис. 1.


352

Рис. 1. Интегральное районирование Белгородской области по интегральной

оценке эрозионной опасности территорий речных водосборов

На территории региона выделено 24 речных бассейна площадью от 0.8 до 3.6 тыс. км2: 1 – Илек, 2 – Пена, 3 – Ворскла, 4 – Лопань, 5 – Ивня, 6 – Псел, 7 – Сеймица, 8 – Харьков, 9 – Северский Донец, 10 – Сейм, 11 – Осколец, 12 – Короча, 13 – Нежеголь, 14 – Волчья, 15 – Козинка, 16 – Оскол, 17 – Усердец, 18 – Потудань, 19 – Камышенка, 20 – Тихая Сосна, 21 – Валуй, 22 – Черная Калитва, 23 – Ураева, 24 – Айдар.

Речные водосборы представляют собой геосистемы, в пределах кото-рых формируется водный режим, почвенно-растительный покров и разви-ваются процессы плоскостного смыва и овражной эрозии. В перечень су-щественных природно-хозяйственных показателей бассейновых геосистем включены: y1 – «смытость почв с площади с.-х. угодий, %»; y2 – «густота оврагов, км/км2», и y3 – «плотность действующих вершин оврагов, шт./км2».


353

Для построения и визуализации интегральной оценки экологической опасности территорий речных водосборов создается геоинформационно-аналитическая система поддержки принятия управленческих решений по устойчивому природопользованию.

Список используемой литературы 1. Зибров Г.В., Умывакин В.М., Иванов Д.А., Матвиец Д.А., Минаева

Н.А. Квалиметрический анализ геоэкологической опасности террито-рий с интенсивной антропогенной деятельностью // Вестн. Воронеж. гос. ун-та. Сер.: Геология. – 2009. - №2. – С. 180-186.

2. Умывакин В.М. Интегральная эколого-хозяйственная оценка и управ-ление земельными ресурсами в регионе. – Воронеж: Воронеж. гос. пед. ун-т, 2002. – 178 с.

3. Литвак Б.Г. Разработка управленческого решения.– М.: Дело, 2002. – 392 с.

СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ СИСТЕМЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЗАИМОСВЯЗИ

ПРОСТРАНСТВЕННО-РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ДАННЫХ А.И. Фарафонов, М.В. Телегина Ижевский государственный технический университет, г.Ижевск, Россия

In article the approach to structurization, the analysis and information display is

considered. The structure of system of definition of interrelation of the spatially-distributed data is resulted, functions of each module are described. The account of features of spatial data and application of means mathematical statistics will allow to put and solve essentially new problems of research in the field of preservation of the environment at level of reception, visualisation of a trustworthy information and reception of conclusions about complex ecological conditions of territory.

Для оценки причинно-следственных отношений и охвата всех основных блоков и взаимосвязей системы: «природа-население-хозяйство» необходима возможность создания и анализа экологических, медицинских и социальных показателей. Во всех системах за основу берется территория, как носитель основных географических ресурсов, а также ее населения.

Предпринимались попытки проанализировать распределение эколо-гической, социальной, информации с использованием разбиения террито-


354

рии города Ижевска на зоны [1]. Основной недостаток разбиения территории на зоны – это сложность выбора верхнего и нижнего предела размеров зон, определяемых интенсивностью и равномерностью заполне-ния зон объектами. Как следствие происходят резкие скачки интегральных характеристик соседних участков. Выделение участков – зон изначально сводит задачу исследования этой территории к дискретной модели представления ситуации [2]. Реально же любая территория обладает свойст-вами не только на некоторых участках, а в каждой точке, произвольно взятой в границах этой территории.

Для определения максимально объективной экологической, медицин-ской и социальной оценки территории необходима разработка новых подходов к структурированию, анализу и отображению информации, позволяющих по совокупности данных выявить и экспертно оценить источник потенциальной опасности загрязнения и определить меры по ликвидации или компенсации источников экологического загрязнения.

Разработана система определения взаимосвязи пространственно-распределенных данных. Структура ее представлена на рис. 1. Система состоит из база данных объектов и их свойств, модуля ранжирования непрерывных свойств, модуля привязки, визуализации, интерполяции и расчетно-статистического модуля.

Рис. 1. Обобщенная схема системы


355

В базе данных содержатся сведения об объектах, необходимых для анализа взаимосвязи. Это могут быть дискретные данные, относящиеся к определенному месту позиционирования (например, данные о заболевае-мости в отдельном населенном пункте). Данные, представляющие собой сеть точек (анализ воздуха, почвы), являются источником для представ-ления их в виде поля, непрерывного распределенного на местности. Эти данные можно рассчитать и визуализировать их пространственное распре-деление с применением интерполяции. Существуют объекты, влияние которых имеет непрерывный характер. При этом предполагается, что каждый объект, влияющий на окружающую среду, обладает определен-ными свойствами, распространяющимися в пространстве. Поэтому для реальной экологической оценки территории предлагается учитывать непрерывные свойства объектов-загрязнителей окружающей среды и объектов – «поглотителей» этих свойств (скверы, лесопосадки и т.п.) [2]. Для определения свойств территории с учетом плотности объектов (напри-мер, загрязнителей окружающей среды территории города) прежде необхо-димо выполнить ранжирование этих объектов и их свойств, т.е. опреде-

лить ijA - «массу» j -го свойства i -го объекта, отражающую объем (полноту, интенсивность) этого свойства. Ранжирование начинается с различных объектов (группы). Далее ранжируются объекты в группах, где многие свойства совпадают, но их «веса» могут быть различны.

Модуль привязки данных к картографической основе необходим для достоверного отображения данных на топографической основе города в единой картографической проекции.

Назначение модуля интерполяции построение непрерывной поверх-ности распределения признака для дальнейшего анализа и визуализации. Были использованы: метод обратных квадратов (угасание влияния каждой известной точки пропорционально расстоянию удаления от нее, рис. 2) и кригинг (для более точного и сложного моделирования поверхностей, включая оценку ошибок и построение вероятностных параметров).

Назначение расчетно-статистического модуля – анализ данных при помощи различных статистических методов. Функции: вычисление корре-ляции, регрессионный анализ, проверка гипотезы нормального распреде-ления.


356

Рис. 2. Интерполяция данных

Реализованная система статистического анализа данных позволяет определять взаимосвязи между пространственными данными. Система была использована для оценки влияния химически опасных объектов на прилегающие территории и здоровье населения. На примере данных химического анализа проб почвы определены взаимозависимость содержа-ния железа в почве и мышьяка при определенных уровнях кислотности почвы. Что подтверждает утверждением о том, что при низком окислитель-но-восстановительном потенциале увеличивается подвижность мышьяка вследствие восстановления соединений железа и увеличения мобильности соединений мышьяка [3].

Применение данного подхода, учитывающего свойства и степень влияния различных объектов позволяет ставить и решать принципиально новые проблемы исследования в области охраны окружающей среды на уровне получения, визуализации достоверной информации и получения выводов о комплексной экологической обстановке территории и мероприя-тиях по ее улучшению.

Несомненно, данный подход найдет применение и в области планирования оптимального размещения объектов социального характера (больницы, школы, поликлиники, молочные кухни), при необходимости можно также рассчитать их параметры (количество коек, количество учащихся, объем продаж и т.п.).


357

Список используемой литературы 1. Рублева Е.А. и др. Применение ГИС и средств статистики для иссле-

дования связи между различными социальными и экологическими факторами // Международная научная конференция «75 лет высшему образованию в Удмуртии»: Материалы конференции: Ч.2 Естествен-ные науки. Ижевск. 2006. – С.83.

2. Телегина М.В. Оценка урбанизированных территорий для определе-ния взаимосвязи данных и управления // Проблемы урбанизированных территорий. – М: Издательский дом «Камертон». 2008. №3. – C.24-27.

3. Телегина М.В., Янников И.М., Алексеев В.А., Фарафонов А.И. К воп-росу о достоверном анализе влияния объекта по уничтожению хими-ческого оружия по данным биомониторинга // Тезисы докладов на 5 научно-практической конференции «Научно-технические аспекты обеспечения безопасности при уничтожении, хранении и транспор-тировке химического оружия» (Москва, октябрь, 2009) – С. 128-129.

БАЗА ДАННЫХ ОСНОВНЫХ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ, ВЫБРАСЫВАЕМЫХ ПРОМЫШЛЕННЫМИ ПРЕДПРИЯТИЯМИ

О.П. Щукин, И.М. Янников Ижевский государственный технический университет, г.Ижевск, Россия

In clause development cycles and are presented to an opportunity of the

developed automated database of polluting substances and their connections which are being emissions of the industrial enterprises. The developed database can be used in the industrial and educational purposes.

Вредность химических элементов, отнесенных к группе тяжелых

металлов, в первую очередь определяется: их устойчивостью в среде, биологической доступностью, вероятностью вызывать негативные эффекты в очень малых концентрациях. Их токсичность проявляется в способности легко аккумулироваться живыми организмами, вызывая даже в малых количествах нарушения их функционирования. В процессе перемещения по геохимическим циклам эти элементы, в силу своих химических свойств, слабо трансформируются и накапливаются в окружающей среде. В настоящее время приоритетными загрязнителями признаны ртуть (Hg),


358

свинец (Pb), кадмий (Cd), мышьяк (As), медь (Cu), ванадий (V), олово (Sn), цинк (Zn), сурьма (Sb), молибден (Mo), кобальт (Co), никель (Ni). Особо опасны органические и летучие соединения ртути (Hg), селена (Se), теллура (Te), мышьяка (As), свинца (Pb), палладия (Pd), образующиеся в выхлопных газах автомобилей [1].

В целях выработки мер направленных на предотвращение загряз-нения окружающей среды и заболеваемости населения, создания банка данных о влиянии конкретных загрязняющих веществ на человека, модели-рования выбросов загрязняющих веществ разработана и программно реализована автоматизированная база данных основных загрязнителей в выбросах промышленных предприятий, оказывающих влияние на окружа-ющую среду. Для достижения этих целей поставлены и решены следующие задачи: сбор данных об основных загрязняющих веществах; разработка структуры базы данных (БД); заполнение таблиц БД; разработка модуля ввода и редактирования данных для администратора; разработка модуля для просмотра данных пользователем.

В таблицах базы содержатся следующие данные: наиболее распрост-раненные формы в окружающей среде (формулы веществ); степень токсич-ности вещества; токсические эффекты; источники поступления в окружаю-щую среду; предельно допустимая концентрация загрязняющих веществ (ЗВ).

Разрабатываемая БД должна содержать информацию о влиянии конкретных загрязняющих веществ на состояние здоровья людей и об источниках их поступления в окружающую среду. Проектирование базы данных состояло из нескольких этапов.

На основании сущностей и атрибутов БД построена концептуальная схема (рис. 1), дающая общее представление о предметной области и взаимосвязях между элементами данных.

При проектировании на логическом уровне была разработана реляционная модель данных. Эта модель намного удобнее всех остальных, т.к. она проста, обладает гибкой структурой, а также удобна для реализации на компьютере. Непосредственно сама разработка базы данных велась на физическом уровне проектирования. Схема БД представлена на рис. 2.

Здесь созданы таблицы, связи, установлены правила целостности, созданы запросы, а разработано приложение для удобного диалога пользо-вателя с базой данных.


359

Рис. 1. Концептуальная схема данных

Рис. 2. Схема данных БД «Основные загрязнители, выбрасываемые

промышленными предприятиями»

Из имеющихся систем управления базами данных нами выбрана СУБД Microsoft Access (конкретно MS Access 2003). Эта система отвечает требованиям поставленной задачи: поддерживает построение реляционных баз данных, имеет встроенный построитель SQL-запросов. Приложение Microsoft Access имеет дружественный интерфейс и легко в освоении [2, 3]. Примеры формы запросов: по названию вещества определить характерные для него токсические эффекты; по названию вещества получить данные об источниках поступления вещества в окружающую среду» описывается


360

следующим образом; по названию вещества определить формулы соедине-ний, загрязняющих окружающую среду, образуемых данным веществом.

Для диалога с пользователем создано приложение, с помощью которого разграничивается доступ к таблицам данных: на пользователя и администратора.

В данном программном продукте имеется возможность запуска либо в режиме администрирования (ввод и редактирование данных), либо в пользовательском режиме (просмотр данных). На рис. 3 представлен пример работы программы.

Рис. 3. Редактирование таблиц в режиме администрирования

При необходимости можно добавить дополнительные поля в табли-цы, а в приложении создать новые отчеты и запросы.

Список используемой литературы 1. Трахтенберг И.М. Книга о ядах и отравлениях: Очерки токсиколо-

гии. – К.: Наукова думка, 2000. – 366с. 2. Кузин, А.В. Базы данных [Текст]: пособие для студ. высш. учеб. заве-

дений. / А.В. Кузин, С.В. Левонисова. – 2-е изд., стер. – М.: Академия, 2008. – 320с.

3. Лебедев, А.Н. Visual FoxPro 9. / А. Н. Лебедев. – М.: НТ Пресс.

СЕКЦИЯ 5. ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ: УПРАВЛЕНИЕ, ОПТИМИЗАЦИЯ, ОХРАНА

361


USING THE FISH-HOOK EFFECT IN WATER PURIFICATION BY A

HYDROCYCLONE J. Dueck Friedrich-Alexander University, Erlangen, Germany, (Campus in Busan, Korea)

Removing small fractions of the solid phase is one of the problems of water

purification. The hydrocyclone is a favored device for solids separation. The principle of the hydrocyclone bases on the settling of solid particles in a rotating turbulent fluid flow. The experiments show in many cases, that the particles of size 10 µm and less can be removed through the overflow (Fish-hook effect).

This effect can be used for optimization the water purification. To achieve this, it is desirable to use devices with a small diameter and a sufficiently high pressure. The most effective use of the Fish-Hook effect can be expected for materials with large average particle size and wide distribution of particle sizes in suspension. There are optimal conditions for the values of overflow diameter and the concentration of solids.

Introduction. Removing small fractions of the solid phase is one of the

problems of water purification. The hydrocyclone is a favored device for solids separation. The principle of the hydrocyclone bases on the settling of solid particles in a rotating turbulent fluid flow. The fundamental scheme of the hydrocyclone is shown in Fig. 1а. The flow of particles fed into the apparatus is removed from the apparatus through underflow spigot (mostly coarse particles) and through vortex finder overflow (fine material).

Partition function. The partition curve is used to characterize the efficiency of separation. This curve shows the mass fraction )T(d j of each size

class jd which is separated in the coarse product (underflow). In Fig. 1b are

shown examples of T(dj) for two materials. In agreement with the simplified model [1], T(dj) can be described by the equation:

( )1

)(2

exp1)(−

−+= js

t

cj dV

DDSdT . (1)


362

Here are indicated the volume split S – ratio of the suspensions throughputs at overflow and underflow discharges, Dt – turbulent diffusion coefficient (S and Dt can be determined by known empirical formulas [1]), Dc – diameter of hydrocyclone.

b)

Inlet

Und

erflo

w O

verf

low

b)

a)

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0.1 1 10 100

Particel size d, µm

Par

titio

n fu

nctio

n T(

d), -

Mf (exp) Mc (exp)Mf (calc) Mc (calc)

b) Fig. 1. Principal scheme of the hydrocyclone (a) and the typical course of a partition function (b) for a 50mm Hydrocyclone for a fine particle suspension Mf (dm=3.8 µm)

and a relatively coarse particle suspension Mc (dm=7.2 µm)

Thus, the course of the partition function is determined by the settling velocity, js,V . The experimental determination of the partition curve shows in

many cases (Fig. 1b), that the curve for particles of size 10 µm and less has a minimum. Such behavior of the separation curve is called the Fish-hook effect.

It is easy to see from Eq. (1):

( ) ( )j

jS

t

cjs

t

cjs

t

c

j dddV

DDV

SD

DVDDS

dddT ,

2

,, exp1exp−

−+

−= . It means that

)(dT decreases if jSV , also decreases when particle size jd increases.

Particles Settling in a dense Polydisperse Suspensions. Experimental and theoretical results on settling of dense suspensions are focused on the settling behavior of polydisperse suspensions [2, 3]. In polydisperse suspensions three most essential effects can act on the settling particle: Increasing the «effective» density and the viscosity of the fluid, Counter flow of the displaced fluid caused by settling particles, 3. Entrainment of fine particles in the boundary layer of coarse settling particles.


363

The entrainment of the fine particles by the coarse fractions is an adequate explanation of the Fish-hook effect [4, 5]. The complete equation for the settling velocity of j-fraction particle is summarized as follows:

( )

∆+−+= ∑

=

n

ij

V

jjEViVjEVj

j

jHjS d

cc

dfcgdcdfcgdd

VV

1

222,

, )()()()( (2)

Here, ( ) ( ) 5.1,, 6.0/11 VVjStjH ccVV −−= , ( )

−⋅=3

3/2

2.0exp0.4 V

VVcccg , jStV , -

the Stokes sedimentation rate to the wall, ( )3/1

6

∆= ∑

> jiiijE dmdf - the entrainment

function, im∆ - ratio of the particles volume (or the solid concentration ic of ) of

the i-th size fraction to the total volume of solid particles:

iiiii ddqccm ∆==∆ ∑ )(/ .

In Eq. (2) the first term describes the hindered particle settling velocity due to the modification of the effective viscosity and density of the suspension, the second term is responsible for an increasing of the settling velocity due to the entrainment of the fine particles by coarser ones and the third term considers a decreasing of settling velocity because of the counter flow of displaced liquid.

From Eq. (2) it can be concluded that in a polydisperse suspension the settling velocity of a particle depends not only on the total solids concentration cV but also on the particle size distribution in the feed, that is often characterized as

( )[ ]nmdddQ /exp1)( −−= , where dm is average particle size and n the distribution

parameter. Possible ways of using the Fish-Hook effect to purify water from small

solid fractions. In Fig. 2 the calculation of the settling velocities and the partition curves for two conditions are presented: firstly for the settling of a single particle after Stokes and secondly considering disturbed settling in dense suspensions. As can be seen, the settling velocity as a function of particle size is a non-monotonous function. Therefore, the partition curve might have the similar shape as the settling velocity curve versus particle size. Comparison of calculation with the experimental data for the 50-mm hydrocyclone is presented in Fig. 1b. The separation model shows that there is sufficient confidence regarding the explanation of the Fish-Hook-effect. Real partition functions show the Fish-Hook effect, which can be characterised by the depth H (Fig. 2).


364

Calculated and the measured values of H, depending on the cv for the two above-mentioned materials are plotted in Fig. 4. The fish-hook-depth H shows a non-monotonically course versus the solids content cv as it is expected from the disturbed settling Eq.(2).

For small particles Eq. (2) can be reduced to the form u(d)=uSt(d)+uSt(de) . That is, the rate of sedimentation of the smallest particles in a polydisperse

suspension exceeds its own speed on the value of Stokes velocity of a particle diameter:

5.23/1 −= ncdd Vme (3)

1,0E+01

1,0E+02

1,0E+03

1,0E+04

1,0E+05

0,1 1 10

Relative particle size d/dm,-

Settl

ing

velo

city

, µm

/s

0

0,25

0,5

0,75

1Pa

rtiti

on fu

nctio

n,-

1234

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,001 0,01 0,1 1

Volume solid concentration cV,-

Fish

-Hoo

k de

pth

H,-

Mc,exp.Mc, calc.Mf, exp.Mf, calc.

Fig. 2. Calculated partition curves for a 50mm hydrocyclone. H - Fish-Hook depth. 1-Stokes

velocity, 2- Setling velocity, 3- Partition function (for Stokes velocity), 4- Partition

function

Fig. 3. Comparison of calculated and measured Fish-Hook depth as a function of

solid concentration cV

Using Eq. (1-3) and known (semi-empirical) dependencies [1] for S and

Dt, the ratio of fine particles that are discharged through overflow and underflow mo/mu can be obtained:

( ) ( )

−−

−

∆−

= 5.2

5.13/15.0

2

236.0/111exp

ncccp

Ddda

dd

mm VVV

ff

fs

fc

mo

u

o

u

o

νρ

ρρ

ρ

(4) Here, a is a constant, •s and •f are the densities of solid and liquid phases,

•f is the viscosity. High-quality cleaning of solids is characterized by a small mo/mu. To

achieve this, as it follows from equation (4) it is desirable to use devices with a

H


365

small diameter Dc and a sufficiently high pressure •p. The most effective use of the Fish-Hook effect can be expected for materials with large average particle size dm and wide distribution of particle sizes in suspension (small n). There are optimal conditions for the values of overflow diameter do and the concentration of solids cV. Last is shown in Fig. 1b.

References

1. Schubert, H. (2003) „Handbuch der Mechanischen Verfahrenstechnik“, Bd. 1+2, WILEY-VCH-Verlag, Weinheim, 1266 pp.

2. Dueck J., Neesse T., Minkov L., Kilimnik D., Hararah M. (2004): “Theoretical and experimental investigation of disturbed settling in a polydisperse suspension” Proc. of ICMF-2004. Fifth Int. Conf. on Multiphase Flow / Y. Matsumoto, K. Hishida, A. Tomiyama, K. Mishima, S. Hosokawa 30 May – 4 June 2004,Yokohama (Japan). Paper No. 106, pp. 1-8.

3. Minkov L., Dueck J. (2005): “Collective Effects by Settling of Polydisperse Dense Suspension”. Eurasian Physical-Technical Journal, Vol. 2, No. 1(3), pp. 47-63.

4. J. Dueck, L. Minkov, Th. Neesse Effect of disturbed settling on convective particle transport in a hydrocyclone. Proceedings of the 21st International Symposium on Transport Phenomena. November 2-5, 2010, Kaohsiung City, Taiwan.

5. Dueck, J., Minkov, L., Pikutchak, E. (2007): “Modeling of the „Fish-Hook“-Effect in a classifier”. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, Vol. 80, No. 1, pp. 64-73.

ОСОБЕННОСТИ ЗАТОПЛЕНИЯ РЕЧНЫХ ПОЙМ В ВОЛЖСКОМ БАССЕЙНЕ Н.И. Алексеевский, Б.Н. Власов, Д.П. Нестеренко


One of the main factors influencing hydroecological safety of territories is flooding of the lowered and mastered parts of river valleys (floodplains) in a spring high water period. The more repeatability, depth and duration of flooding are the more social, economic and ecological damages occur. For this reason the estimation of parameters of flooding of floodplains is important. Data processing on 132 gauging station in river


366

Volga basin in period from 1877 to 1980 has shown that duration of flooding of floodplains is up to 27 days. Also in present research dependences of values of water discharges at which there is a flooding, from river orders are considered.

Одним из главных факторов, влияющих на гидроэкологическую безопасность территорий, является затопление пониженных и освоенных частей речных долин (пойм) в период весеннего половодья. Чем больше повторяемость, глубина и продолжительность затопления, тем больше социальные, экономические и экологические ущербы [Таратунин, 2000]. Они возрастают при увеличении численности населения, осваивающего ресурсы пространства в долинах рек, стоимости основных фондов [Добровольский, Истомина, 2007]. Хотя риск наводнений в России и, в частности, в бассейне Волги относительно мал, ущербы от наводнений в волжском бассейне достигают значительных величин (от 2,4 до 209 млн. руб./год в 2006-2010 гг.).

На конкретном участке речной долины затоплению освоенной местности соответствует уровень воды Hm, который превышает уровень выхода воды на пойму Hp. При Hmn≤H< Hp водный поток находится в пределах меженного русла и не создает угроз для населения, социальных и производственных объектов, находящихся на высокой пойме. Разность Hm–Hmn=∆H характеризует естественный диапазон изменения уровней воды на участке реки. Он зависит от размера реки (ее порядка Nш) [Нестеренко, Косицкий, 2010], площади водосбора F). В бассейне р. Ока, например, при F < 15000 км2, разность (см) ∆H = 0,04F + 160 [Самохин, 2006].

Величина ∆H зависит от типа русла (широкопойменное, адаптиро-ванное и врезанное). В бассейне Волги преобладают (80%) широко-пойменные реки (со свободными условиями развития русловых деформа-ций). Реки с адаптированным руслом, по длине которого представлена односторонняя пойма (вследствие подхода потока к коренному противоположному берегу), занимают около 5% протяженности речной сети. В пределах зон распространения широкопойменных и адаптирован-ных русел рек величина ∆H изменяется незначительно, если F = const. Примерно на 15% длины русловой сети пойма не формируется или фрагментарна, поскольку находится во врезанном русле. Для врезанных русел величина опасность затопления местности отсутствует, поскольку


367

склоны таких рек круты, а берега высоки по сравнению с сезонными максимумами уровней воды стокового генезиса.

Тип водного режима (по В.Д. Зайкову) не оказывает заметного влияния на пространственное изменение величины ∆H, поскольку подавля-ющее большинство рек волжского бассейна относится к восточно-европейскому типу. Исключение составляют малые и средние реки на юге и крайнем юго-востоке территории, где водный режим рек имеет черты казахстанского типа. В большей степени внутригодовое распределение стока определяет повторяемость и продолжительность расходов и уровней воды, при которых происходит затопление высокой поймы. Согласно карте «Морфология и динамика русел рек Европейской России» [Морфология и динамика..., 1999], продолжительность затопления речных пойм составляет до 50 дней (рис. 1).

Рис. 1. Карта продолжительности затопления речных пойм в бассейне Волги

Для рек большей части бассейна характерно короткое (в среднем

менее 10 дней) затопление поймы. Для ряда рек Калужской, Кировской, Московской, Рязанской и Тверской областей, Пермского края, Республики Башкортостан, Татарстан, Удмуртия и Чувашия оно длительное (10-30


368

дней). Лишь изредка реки волжского бассейна (Ветлуга, Молога) бывают затоплены на очень длительное время (более 30 дней). Поймы некоторых малых рек Волгоградской и Самарской областей вообще не затапливаются. На горных и полугорных реках западного склона Урала поймы отсутствуют или фрагментарны, что позволяет их относить к водотокам с отсутствием опасного затопления.

Повторяемость затопления пойм оценена при определении руслофор-мирующих расходов воды по многолетним данным гидрологических наблюдений [Власов, Чалов, 1991]. Она устанавливается в процессе осред-нения данных о повторяемости интервалов ежедневных расходов воды за длительный период времени. Из теории руслоформирующих расходов известно, что верхний максимум эпюры руслоформирующих расходов Qbff соответствует затоплению высокой поймы. Величина этого максимума нелинейным образом связана с размером реки (ее площадью, порядком N) (рис. 2):

Qbff =1,76 Nш 0,72.

Рис. 2. Зависимость величины верхнего интервала руслоформирующих расходов

воды Qbff рек волжского бассейна от их порядка (по А. Шайдеггеру) Nш

Повторяемость расходов воды Qbff изменяется в диапазоне от 0,01%

до 7,5%. Повышенные значения данного параметра характерны для верхних частей бассейнов Белой, Вятки, Оки и Камы. С ростом порядка реки наблюдается некоторое увеличение значений повторяемости расхода воды Qbff. Для широкопойменных русел рек характерны относительно большие величины этой повторяемости по сравнению с участками адаптированного и врезанного русла. Обеспеченность расхода воды Qbff и соответствующая продолжительность явления характеризует среднюю (за многолетний


369

период) продолжительность затопления пойм. Обработка данных по 132 постам в бассейне Волги за период с 1877 по 1980 гг. показала, что продолжительность затопления речных пойм составляет до 27 дней.


1. Власов Б.Н., Чалов Р.С. Районирование Европейской территории по условиям прохождения руслоформирующих расходов воды на реках // Вестник МГУ. Сер. 5. География. 1991. №6.

2. Добровольский С.Г., Истомина М.Н. Наводнения мира. – М.: Изда-тельство ООО «ГУОС», 2006. – 255с.

3. Морфология и динамика русел рек Европейской части России и сопредельных государств // Карта в масштабе 1:2000000 из серии “Карты для высших учебных заведений”. ФСГК России, 1999.

4. Нестеренко Д.П., Косицкий А.Г. Русловая сеть р. Волги и ее индика-ционные особенности // Материалы VIII Научного семинара молодых ученых при Межвузовском Совете по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов при МГУ. – М., МГУ, 2010.

5. Самохин М.А. Генетические особенности формирования уровенного режима рек в различных регионах России. Автореф. дисс…канд. геогр. наук. – М.: МГУ, 2006. – 31с.

6. Таратунин А.А. Наводнения на территории Российской федерации. – Екатеринбург. Изд-во УРЦ «Аэрокосмоэкология», 2000. – 375с.

Исследования проведены при частичной поддержке РФФИ (проект 09-05-00339) и гранта Правительства РФ для государственной поддержки научных исследований, проводимых под руководством ведущих ученых в российских ВУЗах (проект №11.G. 34.31.0007).

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ РЕКИ ЦНЫ В СРЕДНЕМ ТЕЧЕНИИ

М.Е. Буковский, Н.Н. Коломейцева Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина,

г.Тамбов, Россия This article deals with the problems of a geoecological estimation of the river

Tsna condition on the average current by means of bioindication methods. Results of


370

definition of hydrometric characteristics of the river Tsna, an estimation of the river water quality and stability of benthic sediments to pollution are given.

Influence on a geoecological condition of the river Tsna of its right inflow, the river Lesnoy Tambov, and town Kotovsk is discussed. Comparison of a geoecological estimation of the river Tsna in 2010 and 2009 years is spent.

Введение Изучение качества поверхностных вод суши – проблема, актуальная

уже несколько десятилетий и до сих пор далекая от разрешения. Качество воды поверхностных водотоков зависит от целого ряда факторов как естественного, так и антропогенного характера. Основным фактором антро-погенного происхождения является наличие населенных пунктов, промыш-ленных предприятий и сельскохозяйственных угодий в долине реки. В связи с этим вопрос об оценке геоэкологического состояния и рациональ-ном использовании ресурсов рек является актуальным.

Целью нашей работы являлась комплексная геоэкологическая оценка состояния реки Цны в районе г. Котовска.

Постоянное увеличение разнообразия загрязняющих веществ с каждым годом усложняет химические способы оценки качества поверх-ностных вод. В связи с этим, мировой водоохранной практикой в последние годы предпочтение все больше отдается биологическому анализу с последующим привлечением в случае необходимости химической экспер-тизы [2]. В настоящее время и США, и страны Европы отказались от чисто химического контроля качества поверхностных вод в пользу биологи-ческого, который основан на системе биоиндикации. Основная причина перехода на биологический контроль в том, что сообщества водных организмов отражают совокупное воздействие факторов среды на качество поверхностных вод [4]. Уже довольно давно наметилась тенденция к оценке состояния водных объектов не с точки зрения потребностей конкретного природопользователя, а с точки зрения сохранения структуры и функциональных особенностей всей экосистемы в целом [7].

Материалы и методы исследования В течение двух лет нами велись комплексные геоэкологические

исследования реки Цны в районе г. Котовска. Полевые исследования проводились в августе 2009 и 2010 гг. Первый створ был расположен в 300 м выше по течению Цны от автомобильного моста в с. Кузьмино-Гать;


371

второй – в 1 км выше по течению от г. Котовска и третий – в 1 км ниже по течению г. Котовска. Кроме того, в 2010 г. мы проводили исследования на реке Лесной Тамбов – в 500 м выше по течению от места ее впадения в Цну.

При проведении гидрометрического обследования рек мы использо-вали методики из «Практикума по общему землеведению» К.В. Пашканга [3]. Устойчивость донного грунта к загрязнению мы оценивали, используя метод автографии на фотобумаге, предложенный Л.Ф. Тарариной [5] и метод аппликации на рентгеновской пленке, разработанный Е.Н Мишусти-ным и И.С. Востровым [1] и модифицированный Л.Ф. Тарариной. Качество речных вод мы определяли, используя систему сапробности Панте-Букка в модификации М.В. Чертопруда [6].

Результаты исследований и их обсуждение В ходе исследований мы получили следующие результаты. Расход воды закономерно возрастал вниз по течению реки Цны от

первого к третьему створу и составлял во второй половине августа до впадения р. Лесной Тамбов 2,3-3,95 м3/с, после впадения р. Лесной Тамбов выше г. Котовска 5,2-6,8 м3/с, ниже г. Котовска достигал 5,71-7,26 м3/с. Устойчивость донного грунта к поступающим загрязнениям и его способность к самоочищению снижались от первого к третьему створу. Индекс сапробности в 2009 г. на всех створах был одинаков и составлял 2,5. Однако, в 2010 г. значение индекса сапробности возрастало от первого створа ко второму с 2,5 до 2,6 и до 2,8 к третьему створу.

Проанализировав результаты исследований, мы пришли к следую-щим выводам. Река Лесной Тамбов значительно увеличивает расход воды в реке Цне, в то же время, заметно ухудшаются органолептические показате-ли качества воды. Город Котовск не оказывает значительного влияния на гидрометрические характеристики реки и органолептические показатели качества воды. Устойчивость донного грунта реки Цны после впадения реки Лесной Тамбов снижаются незначительно, ниже г. Котовска снижают-ся достаточно заметно. В 2010 г. ниже устья р. Лесной Тамбов индекс сапробности несколько увеличивается, ниже г. Котовска индекс сапроб-ности увеличивается более заметно.

Обобщив результаты, можно сделать вывод, что река Лесной Тамбов оказывает незначительное негативное влияние на геоэкологическое состоя-


372

ние реки Цны. Город Котовск оказывает более заметное негативное влия-ние.

Сравнив данные исследований в 2009 и 2010 годах, мы получили следующие результаты. В 2010 г. по сравнению с 2009 г.: максимальная глубина реки Цны уменьшилась у с. Кузьмино-Гать на 19,2%, выше г. Котовска – на 3,2% и ниже г. Котовска – на 7,6%; ширина реки на всех створах изменилась незначительно; расход воды на первом створе уменьшился на 41,8 %, на втором – на 23,6%, на третьем – на 21,3%; заметных изменений качества воды по основным органолептическим показателям не отмечено; устойчивость донного грунта у с. Кузьмино-Гать несколько повысилась, выше г. Котовска незначительно снизилась, а ниже города снизилась заметно; способность донного грунта к самоочищению у с. Кузьмино-Гать и выше г. Котовска значительно снизилась, ниже г. Котовска лишь несколько уменьшилась; индекс сапробности реки Цны остался на уровне 2009 г. у с. Кузьмино-Гать, выше г. Котовска незначи-тельно увеличился, ниже г. Котовска увеличился довольно значительно.

Таким образом, в 2010 г. по сравнению с 2009 г. геоэкологическое состояние реки Цны у г. Котовска ухудшилось.

Выводы Обобщив результаты двух лет исследований можно сделать вывод об

удовлетворительном геоэкологическом состоянии реки Цны у г. Котовска. Воды реки экологически полноценные, могут использоваться для питья с предварительной очисткой, а также для рыбоводства и орошения. Отмечено некоторое ухудшение качества вод ниже по течению от г. Котовска.

Уменьшение расхода воды в реке при увеличении рекреационной нагрузки в связи с аномально жаркой погодой летом 2010 г. привело к ухудшению качества вод ниже впадения р. Лесной Тамбов и далее ниже по течению от г. Котовска до экологически неблагополучных, пригодных для технических целей, ограниченного применения в рыбоводстве и для орошения.

Это позволяет сделать вывод о том, что антропогенная нагрузка на реку близка к предельной.

Список используемой литературы 1. Мишустин Е.Н. Востров И.С. Аппликационные методы в почвенной

микробиологии – Киев, 1971.


373

2. Николаев С.Г. Использование интегральных биологических показате-лей качества поверхностных вод в экологическом обследовании водотоков антропогенно освоенных территорий // Государственно-частное партнерство в ВКХ: Материалы конференции. – С-Пб., 2009.

3. Пашканг К.В. Практикум по общему землеведению. – М.: Высшая школа, 1982.

4. Семенченко В.П. Принципы и системы биоиндикации текучих вод. – Минск: Орех, 2004.

5. Тарарина Л.Ф. Экологический практикум для студентов и школь-ников. – М.: Аргус, 1997.

6. Чертопруд М.В., 2006. Модификация индекса сапробности Пантле-Букка для водоемов Европейской России // Биоиндикация в монито-ринге пресноводных экосистем: Материалы международной конфе-ренции. – С-Пб., 2006.

7. Шитиков В.К., Розенберг Г.С., Зинченко Т.Д. Количественная гидро-экология: методы системной идентификации. – Тольятти: ИЭВБ РАН, 2003.

БИОИНДИКАЦИЯ И БИОТЕСТИРОВАНИЕ Р. УПА В СТВОРЕ СБРОСА

ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД В.Л. Буркина, А.А. Короткова Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н. Толстого,

г.Тула, Россия

The results of the study of invertebrate and vertebrate hydrobiontic fauna of the Upa river in the sewage water of "Tula armor enterprise Ltd." were presented. Based on the indicator zoobentic taxa the saprobic index of the surface water was estimated. The studied waterflow was characterized by β-mesosaprobic level of organic pollution. Based on the biotesting of samples of surface water and bottom sediments the acute toxicity was not found (the toxicity parameter is equal to 30%), but the harmful impact (BKR10-24) was registered. After chemical analysis of surface water and bottom sediments in the exit enterprise flows of sewage water in the Upa river the extremely high values of pollutants exceeding the maximal acceptable limits were not found.


374

Введение Проблема истощения водных ресурсов вследствие загрязнения и

изменения их качества стала особенно актуальной в последние десятилетия. Сброс сточных вод в поверхностные воды суши является одной из причин их загрязнения. Современный уровень их очистки таков, что даже в водах, прошедших биологическую очистку, содержится такое количество нитратов и фосфатов, которое вполне достаточно для заметного изменения качества водной среды [1].

Река Упа (г. Тула) является одним из значимых для Центрального экономического региона водным объектом, относящимся к категории стабильно грязных.

Река Упа – главная водная артерия Тульской области, правобереж-ный приток р. Ока. Ее длина 345 км, ширина водотока – до 60 м, глубина до 6 м. В черте г. Тула р. Упа является приемником сточных вод: ОАО «Тула-горводоканал», ОАО АК «Туламашзавод», ОАО «АФ» Туласахар», ОАО «Тульский оружейный завод», ОАО «Пивоваренная компания «Балтика». Филиал «Балтика-Тула», ОАО «Инмарко», ОАО «Тулачермет». Таким образом, р. Упа является одним из источников загрязнения бассейна р. Ока.

Экологическое обследование данного водотока проводилось с целью объективной характеристики экологического состояния р. Упа. Материал и методы исследования проб

Станции наблюдений и отбора проб воды и донных отложений рас-полагались в зоне выпуска сточных вод ОАО «Тульский оружейный завод».

Отбор, транспортировка и хранение проб воды и донных отложений для биоиндикации и биотестирования производился согласно ГОСТ Р 51592-2000 [2], НВН 33-5.3.01-85 [3].

Для определения животных гидробионтов использовался краткий определитель пресноводных пресноводной фауны [4].

Для оценки уровней сапробности использовался расчет индекса сапробности в модификации М. В. Чертопруда, в качестве индикаторов – представители зообентоса [5].

Биотестирование воды и донных отложений проводилось согласно Методике выполнения измерений (МВИ) «Определение токсичности отходов, почв, осадков сточных, поверхностных и грунтовых вод методом биотестирования с использованием равноресничных инфузорий Paramecium caudatum Ehrenberg» [6]. Контроль качества результатов


375

измерений в лаборатории при реализации методики осуществляется по ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002 [7]. Результаты исследования

Биоиндикационные наблюдения. Зообентос представлен личинками стрекоз (семейства Calopterygidae

и Coenagrionidae), брюхоногими моллюсками (род Lymnaeidae, Planorbidae, Ancylidae, Viviparidae, Physa), личинками жуков (семейство Hydrophilidae) и взрослыми жуками (Colymbetes). Индекс сапробности составляет 2,5 (табл. 1).

Таблица 1 Результаты анализа воды и донных отложений на сапробность (Река Упа)

№ Таксон Сапробность (S) Индикаторный вес

таксона (J) Брюхоногие

1 Lymnaeidae 2,5 1,0 2 Planorbidae 3,0 1,0 3 Ancylidae 1,5 2,0 4 Viviparidae 2,5 1,0

Жуки 5 Hydrophilidae 3,0 1,0

Стрекозы 6 Calopterygidae 2,5 2,0 7 Coenagrionidae 3,5 1,0

Биотестирование. Качество поверхностной воды и донных отложений в створе выпуска

сточных вод ОАО «Тульский оружейный завод» не характеризуется острой токсичностью (показатель токсичности составляет 30,0%), но выявлено вредное воздействие (БКР10-24).

Химико-аналитические исследования. Сравнение полученных результатов химического анализа с нормати-

вами качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения [8] позволило выявить превышения ПДК по некоторым ингредиентам. В результате химического анализа поверхностной воды и донных отложений в створах выпуска сточных вод в р. Упа экстремально высокого


376

превышения ПДК [9] не выявлено. Зарегистрировано превышение по содержанию БПКполн.: 53,9 мг/дм3 (ПДКрх = 3,0 мг/дм3). Обсуждение результатов

Рассчитанный индекс сапробности для р. Упа в исследуемом створе свидетельствуют о том, что в зоне сброса производственных вод ОАО «Тульский оружейный завод» существует β-мезосапробный уровень органического загрязнения. Этот уровень характеризуется умеренным орга-ническим загрязнением, выраженной нитрификацией, в донных отложениях много детрита, интенсивно протекают окислительные процессы. Концент-рация кислорода варьирует в течение суток: в дневные часы концентрация кислорода высокая, ночью отмечается дефицит кислорода. Наблюдается цветение воды, так как сильно развит фитопланктон. В целом экосистема данного водотока характеризуются высоким биоразнообразием гидробион-тов, однако численность особей невысока.

На основе проведенных исследований можно сделать вывод, что в экосистеме р. Упа функционируют механизмы, действие которых направ-лено на активное разложение образующихся органических веществ, т.е. самоочищение.

Список используемой литературы 1. Никаноров А.М., Брызгало В.А. Пресноводные экосистемы в импакт-

ных районах России. – Ростов-на-Дону: Изд-во «НОК», 2006. – 275с. 2. ГОСТ Р 51592-2000 «Вода. Общие требования к отбору проб». 3. НВН 33-5.3.01-85 «Инструкция по отбору проб для анализа сточных

вод». 4. Хейсин Е.М. Краткий определитель пресноводной фауны. – Л.: Учпед-

гиз, 1951. – 159с. 5. Чертопруд М.В., Модификация метода Пантле-Букка для оценки

загрязнения водотоков по качественным показателям макробентоса // Водные ресурсы. Том 29. № 3. 2002. – С.337-342.

6. ФР.1.39.2006.02506. ПНД Ф Т 14.1:2:3.13-06 (ПНД ф т 16.1:2.3:3.10-06) «Методика определения токсичности отходов, почв, осадков сточ-ных, поверхностных и грунтовых вод методом биотестирования в использованием равноресничных инфузорий Paramecium caudatum Ehrenberg (ЛЭТАП, МГУ)».


377

7. ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002. Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений.

8. Нормативы качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативы предельно допустимых концентра-ций вредных веществ в водах водных объектах рыбохозяйственного значения, утвержденные Приказом Росрыболовства от 18.01.2010 г. за № 20.

9. Методические указания по разработке нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормати-вов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения, утвержденные Прика-зом Росрыболовства от 04.08.2009 г. за № 695.

РОДНИКИ КАК ИНДИКАТОРЫ АНТРОПОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПРИ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОМ МОНИТОРИНГЕ ОЗЁР

Е.Ю. Васильева, А.А. Рассказов Российский университет дружбы народов, г.Москва, Россия

Anthropogenic pollution of water objects is an important problem in many areas,

particularly in Moscow Region. This is the reason why the geo-environmental monitoring of lake basins assumes ever-greater importance. To be effective it should include not only water contamination analysis but also a comprehensive study of geological peculiarities of the territory.

Natural indicators of water pollution allow forecasting environmental degradation of lake systems. Thus, the springs located within lake drainage basin are exceptionally sensitive not only to anthropogenic pollution but also to the decrease of surface and subsurface runoff. Precipitation plays an important role in springs formation as well. In this regard the human impact on air and aeration zone rocks, change qualitative and quantitative characteristics of springs water.

В связи с усилением антропогенной нагрузки на водные объекты всё

большее значение приобретает организация геоэкологического мониторин-га, учитывающего не только виды и степень загрязнения, но и геологи-ческие особенности участков их расположения. При этом важно использо-вать природные индикаторы, которые позволят заблаговременно устано-вить ухудшение качества воды.


378

Формирование родниковых вод происходит как за счёт атмосферных осадков, так и грунтовых вод. В связи с этим, антропогенное воздействие на воздушную среду и породы, слагающие зону аэрации, негативно сказывается как на качественных, так и количественных характеристиках родниковой воды. Таким образом, родники, расположенные в пределах водосборных бассейнов озёр, исключительно чувствительны к изменениям и могут быть использованы в качестве геоэкологических индикаторов.

Территория Московской области насчитывает более двух тысяч озёр и искусственных водоёмов. Большой интерес представляют озёра, располо-женные в пределах Сергиево-Посадского района на северо-востоке области. Их котловины ледниково-моренного происхождения приурочены к понижениям Клинско-Дмитровской гряды, где значительная часть днепров-ской морены была размыта в эпоху московского оледенения.

В ходе исследования, проведённого в период с 2004 по 2010 гг. нами была изучена серия родников, расположенных на берегах искусственных и природных водоёмов Сергиево-Посадского района: озеро «Загорское море» (родник № 1), Келарский пруд (родник № 2), Вифанский пруд (родники №№ 3, 4), озеро «Лесное» (родники №№ 5, 6, 7), озеро «Торбеево» (родник № 8). Характерной особенностью исследуемой территории является широ-кое развитие в её пределах грунтовых вод в четвертичных и мезозойских отложениях. Значительное количество атмосферных осадков при относи-тельной величине испарения благоприятствует питанию и накоплению за-пасов подземных вод, вскрываемых большим числом (более 100) родников.

Все исследуемые источники являются нисходящими с инфильтраци-онным типом питания и используются в питьевых целях местным населением и многочисленными паломниками. Такие родники как источник Св. Николая Чудотворца (№ 2) и Святой источник Черниговского Скита (№ 3) имеют важное культурное и религиозное значение. Водоёмы, к которым приурочены источники, являются местами рекреации местных жителей.

В ходе исследования были выявлены основные антропогенные факторы, действующие на водные объекты изучаемой территории. В первую очередь оценивалось наличие на поверхности водосборных бассейнов опасных объектов – источников загрязнения поверхностных и подземных вод. В частности, промпредприятий, сельскохозяйственных объектов (гаражи сельхозтехники, животноводческие фермы), дачных


379

поселков с выгребными ямами, свалок твердых бытовых отходов (ТБО), крупных автодорог и др.

Было установлено, что все рассматриваемые объекты, за исключе-нием водоёма «Загорское море» и родника № 1, испытывают интенсивное антропогенное воздействие. Так, родники №№ 2-4 расположены в пределах города Сергиев Посад – урбанизированной территории, характеризующейся напряжённой экологической ситуацией практически по всем показателям. На озеро «Лесное» (родники №№ 5-7) и озеро «Торбеево» (родник № 8), расположенные на периферии города, оказывают влияние строительство горнолыжного склона и главная магистраль района, Ярославское шоссе, соответственно.

В результате исследования было выявлено наличие химического и бактериологического загрязнения, а также изменение количественных характеристик родниковых вод. Сводные данные по видам и степени химического загрязнения представлены в табл. 1.

Таблица 1 Виды и степень загрязнения родниковых вод на исследуемой территории

Техногенный фактор

Загрязняющие вещества

№№ родников

Значение ПДК

Содержание в родниковой

воде Загрязнение атмосферы и снегового покрова выбросами автотранспорта

Cd Pb

2, 3

<0,001 мг/л

<0,001 мг/л

1,2 ПДК 1,5 ПДК

Загрязнение почв нефтепродуктами

Бензин, мазут, и др.

2, 3 <0,005 мг/л

1,1 – 1,4 ПДК

Загрязнение бытовыми стоками

NO32- 2-4 45 мг/л 1,5 – 2 ПДК

Утечки из водонесущих коммуникаций

Растворимые соли Ca и Mg

2-4 7-10 мг-экв./л

1,2 ПДК

Биологическое загрязнение воды вызывается различными микроорга-

низмами – водорослями, бактериями, вирусами. Наиболее опасно загрязне-


380

ние болезнетворными организмами, поступающими в подземные воды в основном с фекальными и хозяйственно-бытовыми водами.

По показателю бактерий групп Coli (число бактерий Сoli (кишечная палочка)) была проведена оценка возможного присутствия в воде патогенных микроорганизмов. Наличие коли форм говорит о ее фекальном загрязнении, а их число позволяет судить о степени этого загрязнения.

Наибольшее число неудовлетворительных проб по данному показателю отмечается в родниках, расположенных в пределах городской территории: родники №№ 2, 3, 4.

Присутствие в воде возбудителей кишечных инфекций приводит к риску возникновения заболеваний (острые кишечные инфекции, гепатит А) среди населения при использовании воды без предварительного кипячения. При этом следует отметить повышение риска в летний период.

Изучение режима родниковых вод за шестилетний период показало наличие колебаний дебетов как по сезонам (оценка производилась 4 раза в год), так и в целом по годам. Годовые изменения количества родниковой воды показаны на диаграмме (рис. 1).

00,050,1

0,150,2

0,250,3

0,350,4

0,450,5

0,550,6

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Годы

Дебиты

, л/с

Р. № 1Р. № 2Р. № 3Р. № 4Р. № 5Р. № 6Р. № 7Р. № 8

Рис. 1. График изменения дебитов родников во времени

Таким образом, для родников, расположенных в пределах городской

территории (№№ 2-4) было установлено: − Загрязнение воды тяжёлыми металлами, нефтепродуктами, нитратами.

Повышение общей минерализации за счёт солей Са и Mg. Пики концентраций приходятся на период весеннего половодья.


381

− Микробное загрязнение воды, особенно сильно проявляющееся в летне-осенний период (июнь-октябрь).

− Значительные сезонные колебания дебитов в течение года. − Несущественное изменение количественных характеристик роднико-

вой воды в целом за весь период наблюдений. Для родников, расположенных в лесной зоне, (№№ 1, 5-8) отмечено

следующее: − Отсутствие превышений значений ПДК по химическим показателям. − Значительно меньшее (по сравнению с городом) число неудовлет-

ворительных проб по микробиологическим показателям. − Меньшие сезонные колебания дебетов (по сравнению с родниками,

расположенными на застроенных территориях). − Существенное уменьшение общего объема поступающей в родники

воды (вплоть до полного исчезновения родника № 8) в целом за период наблюдений.

Список используемой литературы 1. Белоусова А.П. Качество подземных вод. Современные подходы к

оценке. – М.: Наука, 2001. – С.45-58. 2. Гольдберг В.М. Оценка условий защищенности подземных вод и

построение карт защищенности. Гидрогеологические основы охраны подземных вод. – М.: Недра, 1984. – С.171-177.

3. Егоренков Л.И., Матвеев Н.П., Сераев Н.А. Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов Москов-ского региона. – М., 1995. – С.34-35.

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ ОСНОВА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ВОЗДЕЙСТВИЯ

ГИДРОТЕХНИЧЕСКОГО СТРОИТЕЛЬСТВА НА ВОДНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ И.Ю. Киреева

Национальный университет биоресурсов и природопользования, г.Киев, Украина

An analysis of the six basic principles of environmental impact assessments and

hydro power facilities on water bodies and watercourses, including complex issues: assessment of water quality and fish pond, the possibility of biological ecological and


382

toxicological interference situation radioecological situation, parasitological situation, the protection of aquatic organisms and the securities under hydrobiocenosis the influence of hydraulic engineering, and as a result of natural development. The prevalence of the economic approach and an underestimation of environmental issues not only disrupts and destroys aquatic ecosystems, but also irreversibly impairs the conditions of life of all mankind.

Экологическая оценка влияния гидротехнических и энергетических

объектов на водоемы и водотоки должна быть многосторонней и включать целый комплекс аспектов: оценка качества воды; оценка биопродуктив-ности, в том числе рыбопродуктивности; возможность возникновения биологических помех; эколого-токсикологическая ситуация; радиоэкологи-ческая ситуация; паразитологическая ситуация; охрана гидробионтов и ценных гидробиоценозов. Гидроэкологической оценки предполагает характеристику современного состояния водного объекта и его изменения под влиянием гидротехнического строительства, а также в результате естественного развития.

Гидроэкологическая оценка готовит материалы для различных органов и лиц, принимающим решения по данному вопросу, помогая им сделать правильный выбор из нескольких вариантов и принять верную стратегию управления.

Основой принятия решений по влиянию гидротехнического строительства на водные экосистемы являются следующие принципы:

1. Принцип альтернативности – предполагает сопоставление предлагае-мого проекта и альтернативных ему вариантов решения вопроса. При этом должны быть выявлены и оценены характер и размеры возможных изменений в водных экосистемах как под воздействием гидротехнических объектов, так и без них – в результате природных процессов развития.

2. Экосистемный принцип – предполагает рассмотрение водного объекта на основе системного подхода и с учетом его водосборной площади. Процессы, которые происходят в любом водоеме и водотоке, зависят как от особенностей выше расположенных водных объектов, так и от выноса различных веществ с поверхностным и подземным стоками. В результате строительства плотины единый водосборный бассейн разделяется на две части, влияние на которые принципиально


383

различается. Поэтому с необходимой полнотой должны рассматри-ваться не только строящиеся водохранилища, но и те части реки, что ниже прилегают. Выполнение данного принципа особенно важно для оценки совместного воздействия нескольких технических объектов, которые строятся в одном водозаборном бассейне. При изучении совместного действия нескольких объектов могут быть приняты решения, которые отличаются от тех, которые принимаются по отдельным проектам.

3. Принцип поливариантности – предполагает экологическую оценку разных вариантов технических решений, которые обеспечат возмож-ный выбор оптимальных конструкций и режимов эксплуатации гидротехнических и энергетических объектов с природоохранной и хозяйственной точек зрения.

4. Принцип комплексности – предполагает комплексную экологическую оценка воздействия гидротехнического строительства на водные объекты, включающую все вышеперечисленные аспекты. Если характеристики качества воды, рыбопродуктивности, охраны природы и другие рассматривать порознь, то возникнет несоответствие выводов и рекомендаций, что не позволит принять правильное решение.

5. Принцип ключевых факторов – предполагает определение структурно-функциональной организации водных экосистем в условиях гидро-технического строительства, который требует полного учета ведущих экологических факторов, процессов, взаимосвязей, важных в природо-охранном и хозяйственном отношении видов растений и животных. Неглубокий анализ абиотических и биотических факторов среды, даст неверную информация и может привести к неправильным выводам и рекомендациям. Теоретической основой экологической оценки воздей-ствия гидротехнического строительства является фундаментального изучения водоемов и водотоков, выявление закономерностей развития водных экосистем, трансформации их структурно-функциональных характеристик под влиянием основных природных и техногенных факторов.

6. Принцип мониторинга – предполагает накопление репрезентативных материалов на основе регулярного многолетнего мониторинга по определенной программе в годы, предшествующие гидротехничес-кому строительству, а также после его проведения, для проверки


384

адекватности прогнозов и корректировки мероприятий по контролю его воздействия на водные экосистемы. Таким образом, в современных условиях высокого антропогенного

воздействия на гидросферу как на среду жизни, с целью оптимизации хозяйственной деятельности и сохранения водных объектов для будущих поколений водопользователей, необходима тщательная экологическая оценка влияния гидротехнических объектов на природную среду. Практика гидротехнического строительства свидетельствует, что превалирование экономического подхода и недооценка экологических вопросов не только разрушает и уничтожает водные экосистемы, но и необратимо ухудшает условия жизни всего человечества.

АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД БАССЕЙНА РЕКИ

СЕВЕРСКИЙ ДОНЕЦ НА ТЕРРИТОРИИ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ ЗА ПОСЛЕДНИЕ СТО ЛЕТ

Н.Н. Крамчанинов, В.А. Галыгин Белгородский государственный университет, г.Белгород, Россия

Materials from occurring at different time’s sources about an ecological

condition of superficial waters of the river basin Severski Donets are considered. Principal causes and sources of pollution are resulted, and also ways of the decision of environmental problems of a reservoir of the river in territory of the Belgorod region are designated.

Проводя анализ материалов на тему экологического состояния реки

Северский Донец, был обнаружен один интересный доклад Белгородского уездного земского ветеринарного врача Н.Г. Павловского на первом съезде земских ветеринарных врачей Курской губернии в 1910(?) году. Конечно, основная часть доклада посвящена распространению болезней животных и людей, а так же мероприятиям по их предотвращению и все это напрямую связывается с качеством воды в реке. Приведем выдержки из этого доклада. «…Река Донец, хотя и не отличается особою полноводностью в Белгородском уезде, но в сравнении с другими речками, протекающими через уезд может называться чистою сама по себе и вода ее в местности, где вступает река эта в уезд и до Белгорода, не вызывает никаких выдающихся


385

заболеваний ни у животных ни у людей, пользующихся ею. Сравнивая качество воды Донца выше и ниже Белгорода, заметна значительная разница, которая особенно рельефно выдается в июне и июле, т.е. когда река делается мелководной и сила течения ее уменьшается. От вступления реки в пределы уезда и до Белгорода вода этой реки не вызывает никаких бросающихся в глаза дурных качеств. Что же касается качества воды Донца ниже Белгорода, то до выхода реки за черту уезда вода ее представляется каким-то довольно неприятного запаха настоем, вроде слабого раствора серной печени, концентрация которого уменьшается с удалением реки от города. Причина такого резкого изменения качества воды в одной и той же реке заключается в весьма простом обстоятельстве: около Белгорода издавна существуют шерстомойные заведения, которые промывают сотни тысяч пудов овечьей шерсти непосредственно в Донце, нисколько не заботясь о мерах предотвращения загрязнения реки. Другой тоже довольно важный, источник заражения воды – кожевенные заводы в самом Белгороде на реке Везелка, впадающая в Донец. Заводские нечистоты спускаются в означенную речку, делая тоже, что и обмывки овечьей шерсти. Затем нельзя умолчать и о загрязнении реки от винокуренных и свеклосахарных заводов, которых в Белгородском уезде насчитывается восемь. Заводы эти спускают непосредственно в реки негодные заводские остатки, от которых речное население (рыбы, раки и пр.) умирают тысячами. По рассказам очевидцев, во время усиленного спуска заводских остатков рыба полчищами убегает по течению реки, ища спасение от смерти, но все-таки массами умирает от отравления, раки и лягушки выползают на берег и в громадном количестве погибают, служа источником заражения воздуха при гниении их трупов. Все это представляет печальную картину бесцеремон-ного отношения коммерции к интересам населения…».

По данным современного состояния качества воды в реке Северский Донец можно судить о том, что в отношении к природным комплексам мало, что изменилось. Ежегодный отбор проб воды гидрохимической лабораторией ФГУ «УЭ Белгородское водохранилище» на определенных гидрохимических постах в бассейне р. Северский Донец, анализ резуль-татов наблюдений дают представление о современной динамике качествен-ного состава поверхностных вод и возможность оценить воздействие факторов хозяйственной деятельности.


386

В верховьях р. Северский Донец экологическая обстановка более благоприятная. По своему качеству вода в реке сопоставима с II классом (чистая). Однако ситуация меняется при прохождении реки в районе с. Зеленая Поляна. Вода по своему качеству переходит в III класс, (умеренно-загрязненная).

В результате периодических затоплений с. Зеленая Поляна проис-ходит загрязнение вод реки бытовыми отходами. Село затапливается в период весеннего таяния снегов или интенсивного выпадения атмосферных осадков.

Ситуация не меняется при прохождении р. Северский Донец по территории г. Белгорода. Качественный ее состав в районе входного створа Белгородского водохранилища также относится к III классу. Вода в районе моста у железнодорожного вокзала, также относится к III классу.

Не защищена р. Северский Донец и ее притоки от продуктов деятельности химических и машиностроительных предприятий.

Необходимо отметить, что в пределах городской и сопредельных территорий практически отсутствуют водоохранные зоны и прибрежные полосы как на самой р. Северский Донец, так и на ее притоках, а также неэффективно работает ливневая канализация.

Значительные площади прибрежных территорий реки оказались распаханными и используются населением под огороды, где применяются удобрения и навоз. Наблюдается интенсивный смыв нарушенных грунтов, быстрое заиление русел и загрязнение поверхностных вод реки. Так, ее глубина в районе мостового перехода (ул. Студенческая) составляет сейчас 80-90 см, а в довоенные годы была 3,8 м. Ряд мелких речушек и ручьев вовсе исчезли.

На состав р. Разумная, впадающей непосредственно в водохрани-лище, оказывают влияние следующие факторы: сброс около 57 млн. м3 в год условно очищенных сточных вод городских очистных сооружений; проникновение в реку продуктов поверхностного смыва с водосборной площади, на которой расположены сельхозугодия, животноводческие комплексы, промышленные предприятия, промплощадка городских очист-ных сооружений, старые поля фильтрации ОАО «Белвитамины», шламо-хранилища и пр.; органические соединения, содержащиеся в грунтовых водах на площади восточной промзоны.


387

Оценка качества воды в водохранилище выше впадения р. Разумная, у с. Дорогобужено (в месте впадения р. Разумная в водохранилище и ниже впадения р. Разумная) переходит в IV класс (грязная).

Конечно, описанное состояние качества воды в реке Н.Г.Павловским и современными экологами сопоставить сложно из-за разного подхода и методики его оценки, тем не менее заметно существенное увеличение масштабов влияния человека на окружающую среду, и в целом можно сказать, что ситуация не улучшается. Отсутствует комплексная оценка воздействия на окружающую среду бассейна реки Северский Донец со стороны хозяйствующих субъектов. Продолжается строительство в пределах водосбора птице-свинокомплексов и прочих объектов наносящих урон окружающей среде. Не работают, т.е. не применяются методики по оценке воздействия на окружающую среду (ОВОС).

В заключение приведем выдержки из практического пособия (Максименко Ю.Л., Горкина И.Д., 1996) по оценке воздействия на окружающую среду (ОВОС): «…При проведении ОВОС на одну плоскость «ставятся и взвешиваются» экономические затраты и прибыль, экологи-ческие, социальные и другие связанные с ними последствия осуществления намечаемой деятельности, а также меры по предотвращению (или компенсации) неблагоприятных ее воздействий на окружающую среду. Если это проделано, то уменьшается вероятность принятия однобоких решений, как в случае реализации замыслов, так и в случае отказа от них. При таком подходе следует различать анализ и оценку прямых результатов воздействия на окружающую среду, прогнозирование, анализ и оценку происходящих при этом ее изменений и, наконец, предсказание последст-вий в среде существования объекта воздействия (человека). Безусловно, далеко не все неблагоприятные последствия могут быть предотвращены (в частности, принципиального отсутствия соответствующих технологий), но они могут быть так или иначе компенсированы, и это единственный цивилизованный путь решения всех экологических проблем и конфликтов…». Очевидно, что назрела необходимость создания региональ-ной методики ОВОС и законодательного закрепления ее применения.


388

ПРИМЕНЕНИЕ ФОРМ ГОСУДАРСТВЕННО-ЧАСТНОГО ПАРТНЕРСТВА В

РЕГИОНАЛЬНОМ УПРАВЛЕНИИ ОХРАНОЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ А.А. Мигачёв

Департамента природопользования и охраны окружающей среды администрации Владимирской области, г.Владимир, Россия

Право граждан на благоприятную окружающую среду гарантировано

Конституцией Российской Федерации. Экологическая безопасность ставит-ся руководством страны в ряд основных приоритетов развития государства.

По словам В.В.Путина «рачительное природопользование, способ-ность создать комфортную и безопасную среду для жизни людей относятся к важнейшим показателям конкурентоспособности любого современного государства» [4]. В послании Президента Российской Федерации Д.А. Медведева Федеральному Собранию Российской Федерации 30 ноября 2010 года отмечается, что состояние российской природы сегодня трудно назвать абсолютно благоприятным, и решать эту проблему можно, лишь создав современную эффективную систему управления в природоохранной сфере [2].

Реализация полномочий органов власти субъектов федерации в данной сфере определена в качестве одного из основных направлений деятельности администрации Владимирской области. При этом нами достигнуто четкое понимание важности достижения оптимального баланса между развитием экономики региона, интересами бизнеса и обеспечением благоприятной окружающей среды с минимизацией негативного воздейст-вия на природу региона.

Действенным механизмом, поддерживающим высокий уровень инвестиционной привлекательности региона и, в то же время, позволяю-щим вкладывать значительный объём средств на поддержание экологичес-кой безопасности и рационального природопользования, является систем-ное применение различных форм государственно-частного партнерства в следующих основных направлениях:

− экологическое сопровождение реализуемых инвестиционных проек-тов;

− осуществление проектов комплексного освоения месторождений полезных ископаемых;


389

− реализация Генеральной схемы очистки территории Владимирской области от отходов производства и потребления. Владимирская область обладает богатым опытом инвестиционного

сотрудничества. Несмотря на отсутствие в структуре экономики области топливно-энергетической составляющей, характерной в целом для эконо-мики России, регион имеет положительную динамику притока инвестиций. В общем объеме капитальных вложений доминирующую роль играют иностранные инвестиции. За последние 5 лет в экономику региона вложено почти 2,8 млрд. долларов США. Среднегодовой темп прироста иностран-ных инвестиций за 2006-2010гг. составил 29,9%. По итогам 2010 года в экономику региона поступило 765,5 млн. долларов США, что на 44,3 % больше уровня 2009 года (530,6 млн. долларов США). В настоящее время на территории области работают более 130 зарубежных компаний, в числе которых известные транснациональные корпорации «KRAFT», «FERRERO», «DOW», «WIENERBERGER», «OWENS CORNING», «VESTEL», «BEKO» и многие другие, которые создают почти половину всего объема товаров и услуг, производимых во Владимирской области. При этом общая численность сотрудников предприятий с иностранными инвестициями не превышает 5% от общего числа занятых в экономике. Новая инвестиционная стратегия, которая активно претворяется в жизнь на территории области, предусматривает создание промышленных технопар-ков, формирующихся как на базе уже существующих, но недостаточно эффективных производств, так и «с нуля», что позволяет максимально полно реализовать пожелания инвесторов.

Размещение новых современных производств сопровождается приме-нением наилучших доступных природоохранных технологий в рамках конкретных инвестпроектов. При этом тесное взаимодействие с инвестором по вопросам охраны окружающей среды начинается со стадии переговоров по подбору площадки под размещение производства и продолжается на предпроектной стадии, во время проектирования, строительства, ввода в эксплуатацию и в ходе текущей деятельности предприятия. При таком подходе проблем с соблюдением предприятиями действующих экологичес-ких требований, как правило, не возникает.

Приведем конкретный пример, вблизи областного центра осущест-вляется реализация проекта строительства промышленной зоны «V-парк». Первым резидентом индустриального парка стала компания «Ферреро» –


390

один из крупнейших в мире производителей кондитерской продукции. При общем объёме инвестиций в 200 млн. евро вложения в природоохранные объекты (очистные сооружения, системы нейтрализации выбросов в воз-дух, лаборатория) составили более 5 млн. евро. Штат инженеров-экологов предприятия осуществляет текущий производственный экологический контроль.

В результате при общем росте валового регионального продукта (далее – ВРП) за 2001-2010 годы в пять раз (с 42,075 до 212,200 млрд. рублей) динамика различных видов негативного воздействия на окружаю-щую среду имеет лишь слабые положительные значения. Происходит падение удельного негативного воздействия на природу на единицу ВРП, наблюдается рост инвестиций капитального характера в природоохранные объекты.

Отдельным направлением работы в управлении рациональным природопользованием на территории региона является реализация систем-ного подхода в недропользовании. Во Владимирской области не обнару-жено месторождений углеводородов, руд, угля и прочих стратегических видов минерального сырья. Для решения местных потребностей экономики разрабатываются 84 карьера общераспространных полезных ископаемых (пески, глины, известняки).

Государственно-частное партнерство в данной сфере осуществля-ется путем подписания между Губернатором области и недропользова-телями протоколов об условиях осуществления инвестиций в проекты комплексного освоения месторождений полезных ископаемых. По услови-ям таких протоколов инвесторы вкладывают средства не просто в организа-цию добычи полезных ископаемых и их продажу, но и в конкретное производство строительных материалов на базе предоставленного участка недр. Сроки строительства предприятий вносятся в лицензионные условия пользования месторождениями.

За 3 года применения подобной практики подписано 17 инвестпрото-колов на общую сумму инвестиций 25,4 млрд. рублей. Это позволит дополнительно увеличить ежегодное производство: цемента до 2 млн. т; строительных смесей до 5 млн. т; бетона до 400 тыс. м3 в год; кирпича, крупноформатных кирпичных блоков, керамических плит до 220 млн. шт. условного кирпича в год и пр.


391

Рис. 1. Снижение удельной динамики негативного воздействия на окружающую

среду на единицу валового регионального продукта Из наиболее значимых реализованных проектов в данной сфере

следует назвать строительство австрийской компанией «WIENERBERGER» кирпичного завода мощностью 200 млн. штук условного кирпича в год, уровень инвестиций составил 200 млн. евро. Из перспективных проектов – строительство цементного завода мощностью 2 млн. т цемента в год и технопарка по производству строительных материалов с суммарным уровнем инвестиций около 400 млн. евро. Небезынтересным проектом в связи с лесоторфяными пожарами 2010 года является создание Биоэнерге-


392

тического холдинга, включающего целый кластер экономики: добычу торфа, его переработку, производство котлов на торфе, модернизацию угольных и мазутных котельных путем их перевода на торфяные пеллеты и эксплуатацию таких котельных общей мощностью 60 МВт и разводящих сетей. В настоящее время совместно с инвестором идет разработка областной программы комплексного использования торфа.

Перспективным направлением государственно-частного партнерства является также развитие системы переработки и утилизации отходов производства и потребления.

Обращение с отходами сегодня является одной из наиболее острых экологических проблем региона. В настоящее время на территории области образуется более 1,5 млн. м3 отходов, которые размещаются на 210 санкционированных и несанкционированных свалках. Ежегодно фикси-руются сотни стихийных свалок и вывалов мусора, ведется работа по привлечению виновных к административной ответственности и ликвидации этих объектов. Однако подобные меры не способны решить задачу организации цивилизованного обращения с отходами.

Корень зла скрывается в двух проблемах. Первая проблема – «административная» – полномочия по управлению сбором и утилизацией отходов отнесены к ведению муниципалитетов, и каждый глава города или района решает эту проблему на своей территории в рамках закона, но в соответствии со своими представлениями. Вторая проблема – «экономи-ческая» – валовый уровень оборота в данной отрасли сегодня равняется произведению объемов отходов на действующий тариф за их сбор и утилизацию; при этом, в сельских районах с малым уровнем населения и образования отходов, но большими расстояниями между населенными пунктами экономика отрасли выглядит плачевно: собираемых средств не достаточно даже для покупки и эксплуатации техники, о строительстве современных полигонов и станций сортировки отходов говорить не приходится.

Системное решение проблемы в рамках действующего на сегодня законодательства возможно лишь путем концентрации больших объемов отходов по межмуниципальному принципу с привязкой к небольшому количеству полигонов, введением сортировки и уплотнения отходов. Пра-вовой базой для движения по данному направлению является Генеральная схема очистки территории Владимирской области от отходов производства


393

и потребления, утвержденная постановлением Губернатора области от 09.02.2011 № 97. Данный документ является составной частью Схемы территориального планирования области и предполагает разбивку муници-палитетов по 7 групп по территориальному принципу. В каждой группе предстоит создать сеть станций перегрузки и сортировки отходов с конечным размещением негодных к переработке фракций на 6 современ-ных полигонах.

Реализация Генеральной схемы предполагается за счет средств частных инвесторов с использованием форм государственно-частного партнерства.

В настоящее время по одной из групп муниципалитетов Губерна-тором области и инвестором подписан протокол об условиях размещения инвестиций на сумму 1,5 млрд. рублей, предоставлены необходимые земельные участки, выполнен проект строительства современного полигона, осуществляется строительство сортировочного комплекса. Ввод в эксплуатацию полигона намечен на декабрь текущего года. Параллельно проводится работа с муниципалитетами по прекращению деятельности действующих на данной территории свалок.

Рис. 2. Генеральная схема очистки территории Владимирской области от

отходов производства и потребления


394

Создание условий для бизнеса в сфере сбора и утилизации отходов делает возможным вложение внебюджетных средств в модернизацию существующей системы обращения отходов без существенного увеличения действующих тарифов для населения и предприятий. При этом решается проблема санитарной очистки не только городов, но и небольших населенных пунктов и межселенных территорий.

Исходя из вышеизложенного, привлечение инвестиций, в том числе с применением форм государственно-частного партнерства, в экологию, а по сути, в качество жизни людей и благополучие будущих поколений, являет-ся приоритетом работы органов государственной власти Владимирской области.


1. Конституция Российской Федерации: «Российская газета», № 7, 21.01.2009, «Собрание законодательства РФ», 26.01.2009, N 4, ст. 445, «Парламентская газета», N 4, 23-29.01.2009.

2. Послание Президента Российской Федерации Федеральному Собра-нию от 30.11.2010 «Послание Президента Российской Федерации Дмитрия Медведева Федеральному Собранию Российской Федера-ции»: «Российская газета», № 271, 01.12.2010, № 273, 02-08.12.2010.

3. «О состоянии окружающей среды и здоровья населения Владимирской области в 2009 году»: ежегодный доклад / учредитель администрация Владимирской области, департамент природопользования и охраны окружающей среды. Владимир, 2009. 17 выпуск.

4. Рабочая поездка в Иркутскую область Председателя Правительства Российской Федерации В.В. Путина. Совещание по вопросу «Охрана окружающей среды и обеспечение экологической безопасности» (Электронный ресурс): - (http://правительство.рф/gov/priorities/docs/4664/).


395

СКРИНИНГОВОЕ ИЗУЧЕНИЕ ИОННОГО СОСТАВА МАЛЫХ РЕК БАССЕЙНА СУРЫ В ПЕНЗЕНСКОЙ ОБЛАСТИ

Е.А. Митрофанова1, В.Г. Амелин2, Н.Н. Гусакова1 1ФГУ ВПО «Саратовский ГАУ имени Н.И. Вавилова» г.Саратов, Россия

2Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых, г.Владимир, Россия

Small rivers are the most important environmental component; their condition

influences mostly the quality of middle and large rivers’ water. Many small rivers are the reserves of clean drinking water, its amount decreases steadily. Therefore the estimation of the ecological condition of small rivers is of great scientific and practical interest.

Малые реки – важнейший компонент окружающей среды; от их

состояния во многом зависит качество воды в средних и крупных реках. Многие малые реки представляют собой резерваты чистой питьевой воды, запасы которой в настоящее время неуклонно сокращаются. Поэтому оценка экологического состояния малых рек представляет научный и практический интерес. Сура – второй после Оки крупный правый приток Волги. Длина этой реки составляет 841 км, годовой сток – 8,16 км. Она начинается на юго-западе Ульяновской области (в 2 км к северу от с. Сурские Вершины) и течёт с юга на север, впадая в реку Волгу. Река протекает через Ульяновскую, Пензенскую области, Республику Мордовия, Чувашскую республику и Саратовскую, Нижегородскую области.

Понятие качество речной воды очень многогранно, немаловажным показателем в определении качества воды является ионный состав речной воды. Нами в период с 2008 по 2010 год проведен мониторинг природных вод в реках бассейна Суры: Труёв, Кадада, Юлов, Уза, Пенза, кроме того, анализ воды в реках 3-го порядка, т.е притоках притоков Камешкир, Елюзань – притоки р.Кадада, р.Красноярка – приток р. Камешкир. Чардым, Верхозим, Няньга – притоки р. Уза. Пробоотбор вод осуществляли с помощью «Системы пробоотборной для экологических исследований ПЭ-1105», готовили смешанную пробу, состоящую из 4 простых, взятых под поверхностью воды в верхней трети общей глубины (обычно на глубине 20-


396

30 см от поверхности). Пробоотбор осуществляли 15 числа каждого летнего месяца за период с 2008 по 2010 годы.

Для скринингового анализа природных вод использовали наборы «Тест-комплект для химического анализа воды», который включал тест-системы для экспрессного анализа вод на месте отбора проб, изготов-ленный под руководством д.х.н., проф. Амелина В.Г.

Нами проведено скрининговое определение катионного ( Са+2 , Мg+2 , Fe+3 ,Cu+2 ) и анионного ( SO4 -2 , Cl-1 , NO2

-1 , NO3

-1 , PO4 -3 ) состава речных вод, а также показатель кислотности. рН речной воды во всех реках находился в интервале 6,5-7,8.

Анализируя полученные данные можно отметить, что концентрации сульфат-, хлорид- и нитрат анионов во всех исследуемых реках не превышают нормы ПДК за весь период наблюдений, вместе с тем, нами установлено, что незначительно, в пределах 1,5 ПДК превышена концент-рация нитрит- и фосфат-анионов во всех пробах воды на изучаемых гидрометрических постах рек.

Можно сделать вывод, что за весь период наблюдения концентрация катионов кальция и магния на гидрологических постах всех исследуемых рек не превысила норм ПДК. Вместе с тем, наши исследования позволил выделить реки, в которых концентрация некоторых ионов превышает нормы ПДК: содержание ионов железа превышено в реках – Уза в 3,3 раза , Верхозимка в 3,8 – 4 раза, Няньга – в 2 раза, Чардым в 4,7-5,1 раз, Камеш-кир – 4,1 раза, Красноярка – 5,1 раза, Елюзань – 6,2 раза, Труёв – 4,79 раза, Юлов – 7,6 раза, Пенза-5,8 раза, Сура – 6,3 раза; содержание ионов меди увеличено в реках Няньга в 2,5 раза, Уза и Чардым – в 3 раза, Няньга, Верхозимка и Красноярка – 2 раза, Труёв – 2,3 раза, Пенза и Сура – 8 раз. Результаты скриннингового исследования позволяют отнести изученные реки к «слабозагрязненным». Полученные данные скринингового исследо-вания будут актуальны для служб охраны природы области при решении проблем охраны и очистки речных вод в процессе водопользования, могут войти в справочники по рекам Пензенской области.


397

БЕРЕГОВЫЕ МОРФОСИСТЕМЫ КРЫМА КАК ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ А.Ю. Санин


There are many kinds of geomorphologic systems and coastal morphosystems. It is very important to consider coastal zone as a sum of such systems because it can help to solve both of the theoretical and practical problems. Moreover, within coastal zone we are able mark out the other kinds of systems. Knowledge about coastal morphosystems gives possibility to improve the efficiency of management of the coastal zone.

В современной геоморфологии устоявшимся является представление

о речных бассейнах как геоморфологических системах, разработчиком которого является Симонов Ю.Г. с учениками и последователями, а также некоторые другие ученые. Однако следует помнить, что это лишь один вид геоморфологических систем, который стал «классическим». Выделяются и другие. В частности, в прибрежной зоне необходимо выделение береговых морфосистем (БМС). Впервые это было сделано профессором Игнатовым Е.И. для дальневосточного берега; для Крыма такие системы пока не выделялись. Ученый определяет их следующим образом: это комплексы форм рельефа абразионного, денудационного и аккумулятивного проис-хождения, созданные совокупным действием флювиальных, склоновых, эоловых и биогенных, техногенных и береговых процессов [1, с.28]. Как и выделенная несколько ранее Г.А. Сафьяновым литодинамическая ячейка для аквальной части береговой морфосистемы – она обычно служит одним из главных параметров, опираясь на который, доступно проведение морских границ БМС – наши морфосистемы в большей или меньшей степени автономны. Другими словами, часть переносимого вещества, энер-гии и информации не выносится за пределы БМС. Степень автономности зависит от ранга береговых морфосистем (как и все системы, они могут быть элементарными, в том случае, если дальнейшее деление невозможно или не имеет смысла, и сложными, включающими в свой состав БМС низших рангов), выраженности и характера внешних границ. Последние два параметра определяются, в свою очередь, главным образом рельефом.

Выделение береговых морфосистем представляет собой не только научный, но и прикладной интерес. Важность природной зоны для


398

хозяйственной деятельности человека сложно переоценить. Здесь имеют место различные виды природопользования, в Крыму на первое место выходит рекреационное. Последнее не может не оказывать воздействие на природу. Если в качестве субъекта управления природопользованием будет рассмотрен не просто берег, а берег как совокупность относительно автономных, но, тем не менее, связанных друг с другом береговых морфо-систем, то это поможет решить некоторые проблемы и уменьшить негатив-ные последствия хозяйственной деятельности человека.

Вышеизложенное подтвердим примерами. Известно, что для каждой береговой морфосистемы можно прописать баланс наносов, и если эта система в большой степени автономная, то чаще всего основным источником поступления материала будут реки. Допустим, что в пределах рассматриваемой береговой морфосистемы большую часть наносов поставляет одна река. Если по каким-то причинам: строительство ГЭС с плотиной, разбор реки на орошение и т.д. – сток наносов прекратится, мы столкнемся с дефицитом наносов на участке взморья от устья реки до границы БМС. Это приведет к усилению размыва или абразии берега, что через некоторое время, возможно, уничтожит ряд расположенных у уреза воды объектов инфраструктуры. Причем усиление темпов разрушения берегов будет иметь место главным образом именно в пределах данной береговой морфосистемы.

Приведем другой пример. В ходе берегоукрепительных работ, в частности, в Крыму, нередко от размыва или абразии берег защищается бунами – дамбами, как правило, бетонными, перпендикулярными к берегу. Они перехватывают значительную часть материала, переносимого вдольбереговым потоком наносов, и в результате этого участок берега «вверх» по направлению этого потока оказывается защищенным и в его пределах в ряде случаев образуется широкий пляж. Но «ниже» по направ-лению потока наносов возникает резкий дефицит последних, что приводит к усилению размыва или абразии берега. Но это усиление проявится только в пределах данной береговой морфосистемы при достаточной степени автономности последней. Соответственно, если «ниже» по направлению вдольберегового потока наносов сразу начинается соседняя БМС, негатив-ные последствия укрепления берега бунами будут минимальны, и это может быть учтено при управлении хозяйственной деятельностью в прибрежной зоне.


399

Подобных примеров много. Они подтверждают актуальность выделения береговых морфосистем для решения не только теоретических, но и прикладных задач. Это сравнимо с эффектом от введения системного подхода в изучение речных бассейнов. Такой подход особенно важен для таких территорий, как Крым, где именно прибрежная зона играет ключевую роль для экономики полуострова, его хозяйства. Из всех видов природо-пользования, которые имеют место в Крыму, важнейшую функцию выпол-няет рекреационное. С ним связаны такие хозяйственные системы, как выделенные Преображенским В.С. территориально-рекреационные и выде-ленные Бредихиным А.В. рекреационно-геоморфологические. И те, и дру-гие имеют менее четкие границы, чем БМС и накладываются на последние.

Все перечисленные системы являются сложными образованиями, но разбираться в том, как они функционируют, необходимо для успешного и эффективного природопользования в прибрежной зоне. И в первую очередь важно знание или представление о природных, береговых морфосистемах, так как в основе всего лежит природный компонент.

Список используемой литературы 1. Игнатов E.И. Береговые морфосистемы. – Москва-Смоленск: Маджен-

та, 2004. – 352с. 2. Сафьянов Г.А. Геоморфология морских берегов. – М., 1996. – 400с. 3. Преображенский В.С., Веденин Ю.А., Зорин И.В., Мухина Л.И. Терри-

ториальная рекреационная система как объект изучения географичес-ких наук./Известия АН СССР. Серия географическая. 1984. №2.

4. Бредихин А.В. Организация рекреационно-геоморфологических сис-тем: автореф. диссерт. на соискание уч. степени д.г.н. – М. – 28с.

ТИХВИНСКАЯ ВОДНАЯ СИСТЕМА КАК ОБЪЕКТ ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

В.Б. Сапунов, М.Б. Шилин Российский Государственный Гидрометеорологический университет,

г.Санкт-Петербург, Россия

Tikhvin water system is important object of technical construction within Leningrad – Petersburg district. It was suggested by Peter the Great and built 100 years later – at 1811. It connected the St. Petersburg hubernya with the Volga water system. The system was not adapted to serve big engine ships, and to begin of the XX century it


400

began to destroy. Unfortunately, till now there is deficiency of whole description of past and present state of the system. The authors of the articles during some years were principal investigators of the fragments of the Tikhvin water system. There is a big pattern of remains having historical importance. They are summarized within reviews of expeditions. There are three possibilities of restoration of system. Maximal variant is restoration of all system is expansive and having a little sense. Minimal variant is the restoration of one lock as technical monument. The medium program deals with partly restoration of the system within system of the modern rational use of nature development and regional program of sustainable development.

Важный и малоизученный памятник инженерного зодчества Ленинградской области – Тихвинская водная система. Задуманная Петром Первым, она потребовала для своего создания многих десятилетий. Тихвин-ская водная система была построена для прохождения среднемерных судов в начале XIX в. и функционировала до начала XX в. При её строительстве учитывались требования рационального природопользования. Система регулировала сток воды и обеспечивала сохранение природных ресурсов реки Тихвинки и связанных с ней водоемов. Создание железных дорог и движение пароходов по реке Свири составили конкуренцию, которая привела к закрытию Тихвинской системы.

На протяжении нескольких лет экспедиции, проводимые Госком-экологией г. Тихвина с участием авторов настоящего сообщения, провели изучение современного состояния Тихвинской водной системы. В период активного функционирования система включала до сотни шлюзов, полуш-люзов и плотин, которые в настоящее время полностью разрушены и присутствуют на изученной территории в виде руин. Однако эти руины позволяют изучать принципы работы водной системы и характер природо-пользования, который существовал здесь в прошлом веке. Участниками экспедиций составлено описание современного состояния системы и оцене-на возможность частичной или полной реставрации как памятника инже-нерного зодчества и гидротехнического строительства. Частичное восста-новление одного или нескольких шлюзов может стать составной частью разрабатываемой программы туристского комплекса «Серебряное кольцо», включающего наиболее значимые архитектурные памятники вокруг Санкт-Петербурга.

Воссоздание одного или нескольких шлюзов в статусе филиалов Тихвинского краеведческого музея будет способствовать развитию в Тихвинском районе туризма, в частности, экологического.


401

УТИЛИЗАЦИЯ ГАЛЬВАНОШЛАМОВ Н.В. Селиванова, Ю.А. Костерина, Т.А. Трифонова Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых,

г.Владимир, Россия Гальваношламы – осадки, получаемые при реагентной очистке

сточных вод гальванических производств путем обработки их щелочными растворами, а также при промывке гальванических ванн. На станциях нейтрализации происходит обезвреживание поступающих сточных вод до согласованных показателей. После обезвреживания вода передается на доочистку в городскую канализацию, а оставшийся шлам обезвоживают на фильтр-прессе и утилизируют по мере накопления.

Гальваношламы представляют собой суспензию или пасту гидрок-сидов различных тяжелых металлов (никеля, хрома, цинка, меди, железа и др. относятся к отходам 2-3 класса опасности, оказывают вредное воздейст-вие на организм человека и окружающую среду и являются мощными стимуляторами и возбудителями раковых и сердечно-сосудистых заболева-ний, имеют тенденцию к накапливанию в пищевых цепочках, что усиливает их опасность для человека, поскольку загрязнение ими происходит по всей биосфере.

Проблема утилизации гальваношламов является межотраслевой, поскольку гальванические цехи и участки имеются на большинстве крупных предприятий, но наиболее она выражена в машиностроении, где широко используется набор гальванических операций.

Объектом исследования явились шламы гальванического производст-ва ОАО «Завод «Автоприбор»».

Состав гальваношламов непостоянен и зависит от состава сточных вод (табл. 1). Те шламы, которые содержат незначительное количество цветных металлов, предприятие транспортирует в ООО «НПСТЦ» (г. Моск-ва, Дмитровское шоссе, дом 9б) для их последующей утилизации.

Состав гальваношлама непостоянен и зависит от состава сточных вод. Те шламы, которые содержат незначительное количество цветных металлов, предприятие транспортирует в ООО «НПСТЦ» для их последующей утилизации.


402

Таблица 1 Компонентный состав гальваношламов

Металл Содержание*, % Fe 0,4/4,7 Cr3+ 0,37/2,28 Ni 0,014/0,076 Cu 0,13/2,51 Zn 0,033/4,92

Влажность – 72-99 % *В числителе – минимальное, в знаменателе – максимальное содержание.

Другая часть гальваношламов, в которых содержится значительное количество цветных металлов, в данный момент складируется на террито-рии предприятия (ранее они вывозились на полигон в п. Новоалександрово Владимирской обл.).

Складирование на территории предприятия гальваношламов, относя-щихся ко 2-3 классу опасности, создает реальную угрозу вторичного загрязнения окружающей среды соединениями тяжелых металлов, облада-ющих высокими токсичными, канцерогенными и мутагенными воздействи-ями на живые организмы.

Все известные методы переработки гальваношлама, особенно внедренные в производстве, относятся к переработке обедненных шламов, либо шламов, содержащих 1-2 металла [1-3].

В отношении гальваношламов сложного состава, в литературе и на практике пока не существует обоснованных качественных методов их переработки с выделением ценных цветных металлов.

На основе проведенного аналитического обзора литературных источников предложена схема переработки гальваношламов. За основу была взята схема, разработанная на кафедре ВлГУ, но с учетом существующего состава шламов, она была упрощена (рис. 1).

Предполагается проводить сернокислотное выщелачивание исход-ного гальванического шлама в одну стадию 10-15% раствором серной кислоты при соотношении Т:Ж =1:3 (по влажному шламу) при температуре 30-40ºС в течение 2-3 часов (с учетом времени загрузки и выгрузки шламов) при перемешивании. После отстаивания в течение 2-3 часов раствор выщелачивания, имеющий рH=1, направляется на участок сорбции. Для обеспечения бесперебойной работы этого участка технологической


403

схемы предусмотрены 2 реактора выщелачивания. Образовавшийся осадок подвергается 2-кратной промывке водой. Отработанные промывные воды используются для приготовления рабочего раствора серной кислоты. Осадок после промывки фильтруют на пресс- или вакуум-фильтре. Фильтрат (Ф) присоединяют к промывным водам, а обезвреженный осадок направляют на участок утилизации – для использования в качестве добавки при изготовлении керамической плитки или других строительных материа-лов. Полученный раствор выщелачивания периодически насосом подается на сорбционный фильтр СФ, где идет сорбция нефтепродуктов и органи-ческих веществ на сорбенте «Пороласт-F». Для обеспечения бесперебойной работы этого участка технологической схемы предусмотрены 2 сорбционных фильтра: СФ-1, СФ-2, работающих попеременно. Десорбцию нефтепродуктов проводят острым паром. Десорбат периодически собирают в емкость (Е5), затем отправляют на сжигание в котельную. После сорбции на пороласте-F раствор подается в электродиализатор (ЭД), где происходит окисление ионов хром(III) в хром(VI).

После электрохимической обработки раствор поступает на сорбцию в колонну с эрлифтным устройством (А1), где на селективном анионите АМ-п сорбируется хром (VI). Насыщенный ионит после сорбции периоди-чески поступает на десорбцию в другую колонну (А2), где происходит десорбция хромата натрия смешанным раствором 8%-ного гидроксида натрия и 6%-ного хлорида натрия. Элюат периодически собирают в емкость (Е8), затем его направляют на утилизацию.

После сорбции хрома раствор насосом периодически подается в две катионообменные колонны К, где на ионите КУ-23Na идет коллективная сорбция ионов цинка, никеля, меди. Десорбция металлов осуществляется селективно: цинка – 0,2 Н раствором серной кислоты; никеля и меди – 2 Н раствором серной кислоты. Из-за малого содержания никеля десорбция его с медью ведется совместно. Элюаты цинка, никеля и меди собираются соответственно в емкости (Е13 и Е14). Элюаты утилизируют (путем электролиза выделяют катодные осадки меди и никеля, цинка). Очищенная вода направляется на приготовление рабочего раствора серной кислоты.

Все операции проводятся в периодическом режиме. В результате проведенных операций удается извлечь из гальвано-

шлама тяжелые цветные металлы и хром. Катодные осадки идут на продажу, концентрированный десорбат хрома – в кожевенную промышлен-


404

ность; осадки от выщелачивания – в производство строительных материа-лов.

Список используемой литературы 1. Макаров, В.М. Комплексная утилизация осадков сточных вод гальва-

нических производств (гальваношламов).: автореф. дис. д-ра техн. наук. – Иваново, 2001. – 35с.

2. Сватовская, Л.Б. Утилизация отходов, содержащих ионы тяжелых металлов и нефтепродукты / Л.Б. Сватовская, М.Н. Латутова, Е.И. Макарова, М.А. Смирнов // Экология и промышленность России. – 2009. - №3. – С. 35-39.

3. Пат. 2235795 Россия. Класс СО4В28/04. Способ переработки гальвано-шламов П.В. Беляев [и др.]. М.: Роспатент, – 2004. – 106с.

Исследования выполнены при поддержке Минобрнауки (проект №16.515.11.5025 от 12.05.2011).

ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА М.М. Спирина, Н.В. Селиванова Владимирский государственный университет им. Н.Г. и А.Г. Столетовых,

г.Владимир, Россия В настоящее время остро стоит проблема загрязнения воды.

Наиболее сложны по составу сточные воды промышленных предприятий машиностроения, металлообработки. Для повторного использования, а также для выпуска в водоёмы, сточные воды нуждаются в глубокой очистке. Очистка сточных вод на большинстве существующих предприятий осуществляется реагентным методом, сущность которого заключается в переводе растворимых в воде соединений тяжелых металлов в нераство-римые при добавлении различных реагентов с последующим отделением их в виде осадков.

Наиболее крупным из таких предприятий на территории города Владимира является ОАО «Завод «Автоприбор»». На рис. 1 приведена схема очистки сточных вод данного предприятия.


405

Рис. 1. Схема реагентной очистки сточных вод

На заводе «Автоприбор» существуют два цеха гальванопокрытий: цех № 20 и цех № 9, где в процессе гальванопокрытия деталей и в подготовительных операциях выполняются: обезжиривание и травление в растворах щелочей и кислот, электрохимическое цинкование, меднение, кадмирование, никелирование, пассивирование в растворах хрома. В ходе данных операций образуются концентрированные и промывные гальвано-стоки. Их отправляют на станции нейтрализации.

Сточные воды, поступающие на станцию нейтрализации, содержат ионы тяжелых металлов: цинка, никеля, кадмия, меди, хрома (III), хрома (VI), а также цианиды, щелочи, кислоты.

Стоки поступают на станцию по трем различным трубопроводам: кисло-щелочные, циансодержащие, хромсодержащие в соответствующие накопители. На первой стадии идет обезвреживание хромсодержащих стоков бисульфитом аммония для перевода шестивалентного хрома в трехвалентный и обезвреживание циансодержащих стоков гипохлоритом натрия для разложения простых цианидов, комплексные цианиды при такой обработке разлагаются не полностью. На второй стадии происходит смешение кисло-щелочных и обезвреженных хром- и циансодержащих стоков в камере смешения с добавлением известкового молока. Происходит


406

образование и выпадение гидроксидов тяжелых металлов в виде осадка. Далее происходит первичное отстаивание в отстойниках и осветленная вода поступает в городскую канализацию на доочистку, а образовавшийся осадок (гальваношлам) отправляют в шламонакопитель. Здесь происходит вторичное отстаивание. Осветленная вода возвращается в камеру смеше-ния, а осадок поступает в пресс-фильтр для обезвоживания. Обезвоженные гальваношламы складируются без тары навалом, раздельно в закрытом помещении с бетонным полом или в металлических контейнерах, затем передаются в Москву ООО ЭП «Интер Грин».

Концентрации веществ после очистки превышают допустимые концентрации для сброса в городскую канализацию (табл. 1).

Таблица 1 Показатели очистки сточных вод по существующей на предприятии схеме

Наименование ингредиента

Концентрация, мг/л ВСК, мг/л До

очистки После очистки

Хром общ. 101,1 0,14 0,1 Цинк 93,06 0,09 0,02 Медь 45,5 0,185 0,005 Никель 35,9 0,07 0,01 Цианиды 182,5 0,005 0,0 Железо 7,7 0,12 0,42

Приведенная технология очистки сточных вод гальванического

производства не отвечает существующим экологическим требованиям и имеет ряд недостатков:

− реагентный метод очистки приводит к образованию гальваношламов, содержащих токсичные тяжелые цветные металлы. Из-за отсутствия специального полигона основная масса складируется на собственной территории предприятия, что создает реальную угрозу вторичного загрязнения окружающей среды;

− гальваношламы содержат хром, цинк, медь, никель в количествах, представляющих промышленную ценность, в связи с чем целесооб-разно их извлекать;


407

− наблюдается перерасход энергии в связи с периодическим режимом обезвреживания хром- и циансодержащих сточных вод;

− в связи с отсутствием хром- и цианметров в реакторах происходит перерасход реагентов для обезвреживания стоков;

− наблюдается избыточное накопление осадка в отстойниках, приводя-щее к их износу и снижению эффективности очистки, в том числе и по тяжелым металлам и нефтепродуктам;

− концентрации веществ после очистки превышают временно-согласо-ванные концентрации, доочистка происходит на станциях очистки городского водоканала, предприятие ежемесячно оплачивает эколо-гические платежи за превышение нормативов сброса. Таким образом данная система очистки сточных вод гальванического

производства нуждается в усовершенствовании. Основным недостатоком существующих и наиболее распространен-

ных на предприятиях реагентных методов является образование гальвано-шламов, содержащих большое количество цветных металлов и относящих-ся ко 2-3 классу опасности.

Известно большое количество методов очистки сточных вод гальванопроизводства. Наиболее используемые методы подразделяются на: реагентные, биохимические, электрохимические, мембранные, сорбцион-ные и ионообменные, комбинированные.

Все перечисленные методы имеют как свои преимущества, так и недостатки. Ни один из известных способов не обеспечивает глубокой очистки, в связи с этим необходимо использование сочетания различных методов, например механических с ионообменными или механических с ионообменными и электрохимическими.

Предлагаемая схема очистки сточных вод гальванического производства предусматривает применение комбинированного способа очистки, включающего в себя механическую очистку, сорбцию, ионообмен и электродиализ. Разработанная технология включает следующие стадии:

1. механическая обработка с использованием установки скорого напор-ного фильтра для очистки от взвешенных веществ (для задержания более крупных частиц – решетки);

2. очистка от нефтепродуктов и органических веществ при помощи сорбционных фильтров с использованием в качестве сорбента «Пороласт-F», на котором ионы тяжелых металлов не сорбируются;


408

Пре

длагае

мая те

хнол

огич

еска

я сх

ема пе

рера

ботк

и галь

вано

шла

ма


409

3. перевод ионов хрома(III) в ионы хрома(VI) и разложение комплекс-ных и простых цианидов электродиализом (реактор снабжен венти-ляционной системой);

4. селективная сорбция хрома(VI) на ионообменных аппаратах с эрлифтным устройством на селективном анионите АМ-п;

5. коллективная сорбция ионов цинка, никеля и меди на ионообменных колонах с последующей селективной десорбцией. По предлагаемой схеме очищенная вода рекомендуется для исполь-

зования в водообороте предприятия, извлеченные из сточной воды металлы подлежат утилизации: медь, никель, цинк в виде катодных осадков, полученных при электролизе элюатов, хром в виде раствора бихромата натрия. Гальваношламы в ходе очистки не образуются.

Список используемой литературы 1. Денисов, А.А. Очистка сточных вод от тяжелых металлов с помощью

внеклеточных биополимеров. / А.А. Денисов, Л.И. Жуйкова // Эколо-гия и промышленность России. – 2007. – №8. – С.42-44.

2. Васильев, И.Л. Электролитические методы очистки гальваностоков в машиностроительном производстве. / И.Л. Васильев, З.К. Васенина// Экология и промышленность России. – 2007. – №4. – С.16-17.

3. Зубарева, Г.И. Очистка хромсодержащих сточных вод от соединений хрома(VI) с применением флотации. / Г.И. Зубарева, М.Н. Черникова// Экология и промышленность России. – 2010. – №10. – С.14-15.

Исследования выполнены при поддержке Минобрнауки (проект №16.515.11.5025 от 12.05.2011).

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ШАХТНОЙ ВОДЫ ПРИ ПРИГОТОВЛЕНИИ ЗАКЛАДКИ

НА ГОРНОДОБЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЯХ В.И. Фролов, Л.А. Крупняк, С.Н. Шапошник, Ю.Н. Шапошник

ДГП ВНИИЦВЕТМЕТ, г.Усть-Каменогорск, Казахстан In the article the main ways for modification of stowing operations in mining

companies have been discussed.


410

Одним из путей развития горнорудных компаний на сегодняшний день является разработка малоотходных и безотходных экологически чистых технологий, а также диверсификация, основанная, в том числе и на вовлечении в эксплуатацию отвалов горных пород и отходов производства.

Создание замкнутых технологических циклов с комплексным использованием сырья и отходов позволит производить конкурентно-способную продукцию, утилизировать отходы производства и одновремен-но уменьшить нагрузку на окружающую среду.

Перспективным направлением создания ресурсосберегающей техно-логии закладочных работ на подземных рудниках следует считать исполь-зование шахтной воды в технологическом процессе на бетоно-закладочных комплексах (БЭК) [1].

Для приготовления твердеющих закладочных смесей возможно применять питьевую, техническую или шахтную воду, не агрессивную к бетону и металлу, а также воду текущих хвостов обогащения, отвечающую определенным требованиям. Как известно, на многих горнорудных предприятиях, использующих при выемке руды системы разработки с закладкой, действие агрессивных агрессивных шахтных вод, в отличие от питьевой воды, отрицательно сказывается на физико-механических свойст-вах закладочного массива.

В настоящее время на Малевском руднике ЗГОКа АО «Казцинк» в составе закладочных смесей, приготавливаемых на поверхностном БЗК, применяется хозпитьевая вода с Хамирского водозабора.

Для изучения влияния шахтной воды при использовании ее в качестве затворителя закладочной смеси на прочность закладочного масси-ва были проведены опытно-промышленные испытания на Малевском руд-нике Зыряновского ГОКа АО «Казцинк», а затем лабораторные исследо-вания полученных образцов закладки.

Исследования, проведенные в региональной университетской лабора-тории инженерного профиля «IPГЕТАС» Восточно-Казахстанского госу-дарственного технического университета им. Д.Серикбаева на растровом электронном микроскопе японской фирмы «JEOL» (JSM-6390LV) с приставкой EDS(энергодисперсионная) фирмы «OXSFORD» позволили определить структру и вещественный состав образцов-кубов закладочного массива, сформированного из закладочной смеси с использованием в качестве затворителя воды различного состава (рис. 1).


411

Рис. 1. Вещественный состав образцов-кубов закладочного массива, сформированного из закладочной смеси с использованием воды

различного состава

Концентрации элементов воды, используемой для затворения закла-дочной смеси на малеевском руднике, определены на масс-спектрометре с индуктивно-связанной плазмой ICP-MS 7500 сх американской фирмы «Agilent technologies» в региональной университетской лаборатории инженерного профиля «IPГЕТАС».

Диаграммы наибольших концентраций в питьевой воде, шахтной воде и шахтной воде после ее очистки методом известкования, исполь-зуемой для затворения цемента в закладочной смеси на Малевском руднике, представлены на рис. 2.

Рис. 2. Наибольшие концентрации элементов в воде различного состава

В результате лабораторных исследований на БЗК Малевского

рудника установлено влияние химического состава воды и химических добавок-пластификаторов Pozzolith MR 25 и Pozzolith MR 55 на прочность закладки для закладочной смеси следующего состава: цемент М-400 – кг/м3, граншлак молотый, класс – 0,08-120 кг/м3, граншлак молотый, класс +0,08-120 кг/м3; пески отвальные +2,5-470 кг/м3; легкая фракция + 2,5-705 кг/м3; вода – 460 470 кг/м3 (вода для затворения вяжущих использовалась


412

трех химических составов: хозпитьевая вода с Хамирского водозабора, вода, выдаваемая из шахты и шахтная вода, очищенная на очистных сору-жениях Малевского рудника методом известкования), химические добавки-пластификаторы Pozzolith MR 25 и Pozzolith MR 55.

Результаты лабораторных исследований образцов-кубов закладоч-ного массива на прочность показали, что в возрастве 28 суток использо-вание шахтной воды в качестве затворителя практически не влияет на прочность закладки (рис. 3). Однако для выявления влияния шахтной воды на прочностные характеристики сормированных закладочных массивов в возрасте 90 и 360 суток и реологические свойства закладочных смесей целесообразно проведение дополнительных лабораторных и опытно-промышленных исследований.

Рис. 3. Влияние химического состава воды и химических добавок-

пластификаторов Pozzolith MR 55 на прочность закладки в возрасте 28 суток для закладочной смеси в условиях Малевского рудника

Использование шахтной воды в технологическом процессе приготов-ления закладки целесообразно с экономической и экологической точек зрения.

Проверками природоохранной деятельности Малевского рудника отмечено, что с 2002 года содержание веществ группы азота (NO2,NO3,NH4) в технических шахтных водах превышает допустимые нормы в 10 и более раз.

Экономический эффект от вторичного использования шахтных вод для приготовления закладки достигается за счет того, что оплата за воду, применяемую в технологическом процессе, производиться не будет, за счет чего плата за хозпитьевую воду сократится до минимума. Кроме того, снизятся экологические налоги или штрафы горнодобывающих предприя-тий за сброс шахтных вод во внешние водоемы.


413

Таким образом, использование шахтной воды в технологическом процессе приготовления закладки на горнодобывающих предприятиях позволит снизать негативное влияние горных работ на окружающую среду и получить значительный экономический эффект.

Список используемой литературы 1. Ресурсосберегающие технологии добычи руды на Малевском руднике

Зыряновского ГОКа (АО «Казцинк» ) / Ю.П. Гусев и др. // Горный журнал. – 2008. – №11. – С.20-22.

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ВОДЫ, ПОТРЕБЛЯЕМОЙ ЖИТЕЛЯМИ

ВЛАДИМИРСКОЙ ОБЛАСТИ С.М. Чеснокова, Е.П. Фадеева Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых,

г. Владимир, Россия

We consider the water quality of centralized, decentralized sources and bottled water from sources of the Vladimir region.

По утверждению заведующего лабораторией Института водных

проблем Российской академии наук Михаила Бологова около 40% россиян вынуждены пить и готовить пищу, используя некачественную воду. А на болезни, вызванные потреблением недостаточно чистой воды, приходится в стране до 20% всех заболеваний.

По оценкам экспертов, лишь 1% источников питьевой воды в РФ соответствует первой категории качества, т.е. вода в них не нуждается в дополнительной подготовке [1]. Вода, получаемая из остальных 99% источников, нуждается в очистке. Однако только в Москве и Санкт-Петербурге водоканалы обеспечивают качественную очистку воды.

Кроме того, в нашей стране не проводится должной защиты источников питьевого водоснабжения от дальнейшего загрязнения. В России практически не снижается объем сброса в поверхностные водоемы загрязненных сточных вод, несмотря на значительный спад производства.


414

Исходя из этого, представляло интерес сравнительная оценка качества воды потребляемой населением области из различных источников: централизованных, децентрализованных и бутилированной воды.

В качестве источников централизованного водоснабжения на территории области используются в основном напорные воды Клязь-менско-ассельского и Касимовского подземных горизонтов. Воды поверх-ностных водоисточников в системе централизованного водоснабжения населения используется на 4-х территориях:

− г. Владимир – р. Клязьма (п. Лесной), р. Нерль; − п. Оргтруд Камешковского района – р. Клязьма; − г. Вязники – р. Клязьма; − п. Сокол Суздальского района – р. Нерль. Качество воды в р. Клязьма выше и ниже п. Оргтруд, выше и ниже

г.Вязники по индексу загрязненности вод оценивается как загрязненные (4 класс качества). Воды в р. Нерль также относятся к категории загрязненная.

В г. Владимире, где наряду с подземным водозабором (Судогодский водозаборный узел) в качестве источника питьевого водоснабжения используется р. Нерль, приоритетными загрязнителями которой являются алюминий, стронций, бериллий, барий, ртуть.

Вода источников подземного водоснабжения Владимирской области характеризуется повышенной жесткостью, содержит соединения железа, меди, цинка, марганца, бора, бария, алюминия, бериллия.

Кроме того, в виду несовершенной материально-технической базы контролирующих органов, значительная часть загрязняющих веществ не определяется.

По данным территориального управления «Роспотребнадзора» и ГУЗ «Центра гигиены и эпидемиологии» по Владимирской области многие источники централизованного водоснабжения в области не отвечают санитарным требованиям, в том числе из-за отсутствия зон санитарной охраны (рис. 1). Плохое качество разводящей сети также приводит к ухудшению качества питьевой воды, потребляемой населением (рис. 2).

Из-за неудовлетворительного качества воды из централизованных источников, особенно по органолептическим показателям, городское население области широко использует для питья и приготовления пищи воду из источников децентрализованного водоснабжения (родники, колод-цы). Во многих сельских поселениях области отсутствует централизованное


415

водоснабжения и эти источники для сельского населения являются единственными. Вода этих источников часто имеет высокий уровень загрязнения нитратами [2-3].

Рис. 1. Процент источников централизованного водоснабжения, не отвечающих

санитарным требованиям

Рис. 2. Качество воды в разводящей сети по физико-химическим показателям,

в % проб, не отвечающих санитарным нормам В целом по области, качество воды децентрализованных источников

вызывает серьезную тревогу (рис. 3). Высокий уровень загрязнения поверхностных вод, используемых в

качестве источников питьевого водоснабжения, вызывает необходимость использования для обеззараживания и очистки высоких доз хлора, коагулянтов и других веществ. Это приводит к загрязнению водопроводной


416

воды опасными побочными продуктами – хлорорганическими соединени-ями и остаточным алюминием. Остаточный хлор и хлорфенолы (побочные продукты хлорирования) ухудшают органолептические свойства воды. Все это приводит к тому, что население для приготовления пищи и в качестве питьевой воды начинает использовать бутилированную воду. Производство такой воды организовано с целью обеспечения населения высококачествен-ной и оптимальной по содержанию биогенных элементов водой. При этом предлагается проведение постоянного контроля качества такой воды с целью предотвращения появления в торговой сети и специальных службах жизнеобеспечения (при чрезвычайных ситуациях) некачественных расфасованных вод, потребление которых может привести к нарушению здоровья населения. %

годы

Рис. 3. Качество воды источников децентрализованного водоснабжения по физико-химическим показателям за 1999-2009 гг., в % проб, не отвечающих

гигиеническим нормам

Расфасованная вода выпускается двух категорий – первой и высшей. К первой категории относят питьевую воду безопасную для здоровья, полностью соответствующую требованиям Сан-ПиН 2.1.4.1110-02. Питье-вая вода. Гигиенические требования к качеству воды, расфасованной в емкости. Контроль качества, введенного в действие с 1 июля 2002 года.


417

Питьевая вода высшей категории безопасна ля здоровья и опти-мальна по качеству, как правило, расфасовывается из самостоятельных подземных источников, предпочтительно родниковых и артезианских.

В условиях интенсивного загрязнения окружающей среды значитель-ная часть бутилированной воды из загрязненных источников не соответст-вует гигиеническим нормам. Кроме того, по сообщениям многочисленных средств массовой информации, в торговую сеть часто поступает от различных нечестных предпринимателей под известными брендами водопроводная вода.

В связи с указанными фактами, на кафедре экологии Владимирского государственного университета в аккредитованной лаборатории физико-химических методов анализа систематически проводится контроль качества бутилированной воды из некоторых источников, расположенных во Владимирской области и пользующихся наибольшей популярностью среди населения г. Владимира и области [4].

В данной работе представлены результаты исследования бутилиро-ванных вод торговых марок «Серебряный сокол», «Суздальские напитки», Прозрачная «Я», а так же водопроводной воды г. Кольчугино Зайковского водозабора и Нерлинского водозабора. В табл. 1 представлена общая характеристика источников получения исследуемых вод.

Таблица 1 Источники получения вод

Исследуемые воды Характеристика источников Бутилированная вода «Серебряный сокол»

Скважина №3, глубина 50 м. Пробурена близи д. Зернево Суздальского района. Водозаборная скважина оборудована зоной санитарной охраны в соответствии с требованиями Сан-ПиН 2.1.4.1110-02

Бутилированная вода «Суздальские напитки»

Родник расположен в д. Зернево Суздальского района

Бутилированная вода «Я»

Скважина №79943, глубина 90 м. Пробурена в 2000г. на территории ООО «Выбор-С». Расположена в п. Эдон Вязниковского района

Водопроводная вода Нерлинский водозабор, р. Нерль, пос. Боголюбово Водопроводная вода Зайковский водозабор, г. Кольчугино

Для гигиенической оценки булилированных и водопроводной вод

нами проведено определение общих показателей качества: кислотность


418

(рН), общей жесткости, перманганатной окисляемости и концентрации гидрокарбонат-ионов, характеризующих физиологическую полноценность и безопасность воды для здоровья населения. По таким же показателям оценивалось качество водопроводной воды (табл. 2).

Как следует из табл. 2, исследуемые образцы бутилированных вод соответствуют требованиям нормативов вод первой категории по кислот-ности, жесткости, перманганатной окисляемости и содержанию гидрокар-бонатов.

Таким образом, бутилированная вода из источников Владимирской области наиболее благоприятна по физиологической полноценности и безопасна для здоровья.

Таблица 2 Химические показатели вод

Разновидность воды

Кислот-ность, рН

(ПДК=6-9)

Общая жесткость, мгэкв/л

(ПДК=7мгэкв/л)

Концентрация гидрокарбонат-ионов, мг/л

(ПДК= 400мг/л)

Перманганатная окисляемость,

мгО2/л (ПДК=3 мгО2/л)

Бутилирован-ная «Я»

7,9 4,6 233 1,26

Бутилирован-ная «Сереб-ряный сокол»

7,5 3,9 309 2,1

Бутилирован-ная «Суздаль-ские напитки. Прозрачная»

7,2 3,4 176,4 0,34

Водопроводная вода г.Кольчу-гино Зайков-ского водозабора

7,3 5,64 333,9 1,27

Водопровод-ная вода Нерлинского водозабора

7,0 2,7 189 3,7

Однако, эта вода транспортируется и хранится в пластиковых бутылках. При длительном хранении на свету и при высоких температурах


419

из пластика в воду проникают ряд ее компонентов, опасных для здоровья. Пластиковая тара имеет соответствующую маркировку, указывающую, из какого полимера она изготовлена. В табл. 3 указаны маркировка пластико-вых бутылок и вещества, выделяемые из этой тары в воду.

Таблица 3 Типы пластика

Маркировка Материал тары Вещества,

переходящие в воду

Влияние на организм человека

Полиэтилентере фталат

Фталаты Наносит вред репродуктив-ной способности; изменения центральной и перифери-ческой нервной системы.

Полиэтилен высокого давления

Не выделяет токсичных веществ

Не вредит здоровью при непосредственном контакте.

Поливинилхлорид Винилхлорид Является канцерогенным веществом.

Полиэтилен низкого давления

Не выделяет токсичных веществ

Не вредит здоровью при непосредственном контакте.

Полипропилен Пропилены При обычных условиях практически безвредны. При взаимодействии с алкоголем становится токсичным веществом.

Полистирол Стирол Высокотоксичное вещество. От микродоз страдает серд-це, является эмбриогенным ядом, вызывающим уродст-во зародыша в чреве матери. Оказывает воздействие на печень, вызывая токсичес-кий гепатит. Пары стирола раздражают слизистые обо-лочки.

Другое Бифенол А Сердечно-сосудистые забо-левания, риск диабета, вли-яет на развитие синдрома Дауна.


420

В последние годы появились публикации немецких ученых, указыва-ющие на то, что из пластиковой упаковки в воду проникают вещества, подобные женскому гормону эстрогену (ксеногормон), которые способны влиять на эндокринную систему [5].

Исходя из вышеизложенного, каждый житель нашей области должен решать сам какую воду пить исходя из своих критериев и возможностей.

Список используемой литературы 1. В.И. Данилов-Данильян. Водные ресурсы России и мира. Экология и

жизнь, 2000. №6. – С.48-53. 2. Т.А.Трифонова, С.М. Чеснокова, О.Н. Рязанцева. Нитраты в пище и

воде. Экология и жизнь, 2009. №6. – С.80-84. 3. С.М. Чеснокова, О.Н. Рязанцева, О.Н. Сучкова. Уровень загрязнения

грунтовых вод нитрат-ионами во Владимирской области и в г. Владимир. Экология речных бассейнов. Труды 5-ой Международной науч.-практ. конф./Владим. гос. ун-т.; под общ. ред. проф. Т.А. Трифо-новой. – Владимир, 2009. – С.304-308.

4. С.М. Чеснокова, И.В. Карташова. Эколого-гигиеническая оценка бути-лированной воды из источников расположенных во Владимирской области. Экология регионов. Сборник материалов III юбилейной Междунар. науч.-прак. конф./Под общ. ред. проф. Т.А. Трифоновой. Владимир, ВООО ВОИ ПУ «Рост». – С.131-135.

5. http://www.ecolife.ru.

Исследования выполнены при поддержке АВЦП (проект №2.2.3.3/11515).

ФИЛЬТРАЦИОННЫЕ МЕМБРАНЫ

Ю.А. Шереметьева ООО НПП « Технофильтр», г.Владимир, Россия

ООО НПП «Технофильр» основано в 1991г. в г.Владимире и уже два

десятилетия занимается разработкой и изготовлением полимерных микрофильтрационных мембран и фильтрующих элементов на их основе

Сегодня это предприятие производит самый широкий ассортимент фильтрующих элементов, оборудования и фильтрационных систем для

http://www.ecolife.ru


421

различных отраслей промышленности и занимает прочные позиции на отечественном рынке микрофильтрации.

ООО НПП «Технофильтр» предлагает фильтрационные системы и технологии для фармацевтики, биотехнологии и медицины, химии и микроэлектроники, индустрии продуктов питания и напитков. Осветление и стерилизация фармацевтических и биологических жидкостей, лекарствен-ных препаратов, получение стерильного воздуха, тонкая очистка газовых сред, микробиологическая стерилизация вин, осветление и «полировка» различных алкогольных и безалкогольных напитков, фильтрация бутилиро-ванной и минеральной воды, технологических сред – вот лишь некоторые задачи, решаемые при помощи нашего микрофильтрационного оборудо-вания.

Никакой отдельно взятый фильтр не может удовлетворить всех потребителей. ООО НПП «Технофильтр» выпускает широкий ассортимент фильтрующих элементов разнообразных типов- от глубоких фильтров предварительной очистки до стерилизующих мембранных фильтров финишной очистки, выполненных в виде плоских дисков, капсул и стандартных фильтрационных патронов (картриджей).

Для организации процесса фильтрации производятся фильтродержа-тели из полимерных материалов и нержавеющей стали, а также фильтра-ционные установки с ручным и автоматическим управлением, рассчитан-ные на различную производительность.

Среди инновационных проектов фирмы в области индустрии напит-ков – технологии «Серебряной фильтрации» и «Платиновой фильтрации», которые успешно внедряются на предприятиях ликероводочной отрасли в России и за рубежом.

Продукция ООО ППП «Технофильтр» поставляется не только в Россию, но еще в 18 стран – Украину, Белоруссию, Казахстан, Узбекистан, Киргизию, Армению, Азербайджан, Грузию, Молдовию, Эстонию, Литву, Латвию, Хорватии., Словакию, Монголию, Китай, Индию, Гонконг.

ООО НПП «Технофильтр» работает в соответствии с Политикой в области качества, главной целью которой является производство продукции стабильного качества, полностью удовлетворяющей всесторонним требова-ниям потркбитклкй, путем своевременных поставок по конкурентно-способным ценам.


422

За годы развития компания существенно расширила ассортимент выпускаемой продукции. Сегодня изготавливаются мембранные фильтры из полиамида (Nylon-6, Nylon-66), полиэфирсульфона, фторопласта 4 (РТЕЕ), фторопласта Ф42Л, лавсана (полиэтилентерефталата).

Более чем 20-летний опыт в разработке и производстве мембранных фильтропатронов позволил компании стать ведущим производителем мембранных фильтрующих элементов патронного типа в России и СНГ и позволил решать практически любые задачи по получению стерильных жидкостей в широком диапазоне pH и газов.

Большинство мембранных фильтрующих элементов изготавливается из собственного полотна мембраны, что позволяет контролировать качество изделия на всех этапах производственного цикла.

Мембранные фильтрующие элементы «Технофильтр» являются запа-тентованными изделиями, изготавливаемыми по нормативно-техническим документам на качество продукции.

Система менеджмента качества ООО НПП «Технофильтр» соответст-вует требованиям Международного стандарта ИСО 9001:2000 и ГОСТ Р ИСО 9001-2001, что подтверждается сертификатами соответствия.

Предприятие удостоено высокой оценки Администрации Владимир-ской области и Торгово-промышленной палаты.

СЕКЦИЯ 6. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

423


ТРУДНОСТИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ Н.И. Волкова


The report based on the author's participation in the testing of environmental awareness among pupils and students concluded that environmental education in our country does not reach the educational goals of the inaccuracy of the terms and undeveloped systems approach. In this regard, the author proposes his own definition of the system. Formulated the thesis that the environment should not serve to initiate the protest activities of unauthorized persons, and for the conscious self-regulation on the principle of "better for everyone."

Автору довелось в свое время участвовать в Брянской области в

работе Комитета по Десне – первой в стране общественной организации по проблемам бассейна реки, объединявшей регионы на межреспубликанском уровне – теперь отдельные государства. В организации был только один штатный сотрудник – секретарь. Множество людей разной профессиональ-ной ориентации, разного уровня ответственности объединяло осознание необходимости хоть что-то сделать для сохранения Десны-красавицы. Разнообразная деятельность обобщалась на совещаниях, в прессе и в литературе. Люди узнавали друг друга лично, занимались не столько теоретическими вопросами, сколько конкретной практической деятель-ностью в «своем доме». Не все получалось, но постепенно шел процесс взаимного обучения, образования: от школьных лесничеств до областного и республиканского руководства.

В концепции устойчивого развития выделяется важная роль экологи-ческого образования и воспитания. Напряженность, всеохватность, актуаль-ность экологических проблем не вызывает сомнений, особенно в последние десятилетия. Каждому необходима экологическая подготовка для выработки своего мировоззрения. Предполагается, что чем образованнее человек, тем экологически грамотнее должны быть его действия.

С помощью экологического образования мы хотим добиться: а) серьезного внимания к экологическим проблемам;


424

б) экологически правильного поведения индивидуумов в быту; в) грамотного поведения специалистов в своей отрасли, чтобы человек

работал над изменением производственных процессов в сторону большей замкнутости круговоротов, вписанности в природную дина-мику, повышения отдачи и т.д. – т.е. большей экологизации своей профессиональной деятельности. Результат бывает порой обратный: получаем «мусорящего хама» с

идеологией бездумного потребителя. Вплоть до того, что возникают сомнения, стоило ли обучать вообще, или в самом обучении заложены дефекты. Почему люди так себя ведут? В немалой степени – идеоло-гически: от разрушения остатков старой идеологии и отсутствия новой. Но и в экологическом образовании можно найти целый ряд причин:

1. Оторванность теории от практики. В отличие от работы Комитета по Десне далеко не каждая экологическая практика касается личного дома, места жительства; порой практики нет вообще.

2. Превышение «порога страха». Если не ощущается опасность наруше-ния экологических правил, то индивидуум недостаточно осознает меру своей ответственности. Но при превышении порога опасности мотивация к действию может смениться отказом, «ступором», или паникой – таким образом в циклах обучения срабатывает системный регулятор: накопление мотиваций для позитивного поведения резко меняется, переключается на негатив (аналогично действует скучное повторение прописных истин, которое в конце концов приводит к отрицанию).

3. «Все равно все плохо». Недостаток положительных примеров, песси-мизм и некомпетентность в системных возможностях. Каковы же сами правила? На наш взгляд, имеется целый ряд

недостатков в их изложении. 1. Смещение в определении понятий. Нужен периодический самоконт-

роль: чью экологию мы изучаем. Обычно употребляется слово «экология» без определения. По умолчанию имеется в виду экология человека, но употребляется и в тех случаях, когда речь идет о спасе-нии лягушек при строительстве трассы. Как, не впадая в крайний антропоцентризм «царя природы», все-таки не пожертвовать собой ради процветания других организмов, будь то слоны, бродячие собаки, или плесень на стенах.


425

2. Нет настоящего методико-методологического осмысления системного подхода, его популяризации в широких слоях общественности. Он был продекларирован, но не понят.

3. Нужен оптимум и в упрощении излагаемого материала. Например, нельзя афоризмы Коммонера считать законами. «Законы» Коммоне-ра, которые ныне обязательны для заучивания – это вовсе не законы, а афоризмы, или пессимистический юмор. Они иллюстрируют лишь нашу приверженность к массово-энергетическому мышлению. «Все надо куда-то девать», «за все надо платить» – это, по существу

вариант закона сохранения. «Все связано со всем» – не несет никакой конструктивной информации, это все равно, что сказать «ничто ни с чем не связано», так как никакого руководства к действию здесь нет. Экология и должна заниматься тем, как именно связано, где находятся системные регуляторы. И уже полный отказ от какой-либо экологической деятельнос-ти звучит в словах «природа знает лучше».

Разнообразная практика оценки экологических знаний в ВУЗе и школе свидетельствует о том, что наряду с успешным усвоением материала у некоторой части, особенно школьников, может сформироваться слишком упрощенное, примитивизированное, пессимистичное и потому – антиэколо-гичное отношение к человеку как виду. По-видимому, это связано с методико-методологическими проблемами как самой экологической науки, так и проблемами ее преподавания.

Информация в наше время передается мгновенно, но обучение, освоение методологии разными слоями общества длится годами и десятилетиями. Системный подход был продекларирован более полувека назад, но до сих пор нам более привычен массово-энергетический – тем более, что он справедлив в своих пределах.

Системный и комплексный подход чаще всего рассматриваются как синонимы, причем комплекс понимается как система с неясными, или не вполне ясными связями. Довольно часто всё нивелируется: если «всё связано со всем», то стоит ли изучать «всё», возможно ли это. Предполага-ется, что элементов системы бесконечное множество, связей тоже много, потому может последовать интуитивный вывод о непостижимости систе-мы.

Утверждение в принципе верное, но связано не в любой момент времени одинаково. Есть связи постоянные, есть периодические, разовые,


426

случайные, «отсроченные» – т.е. с инерцией процессов, отсрочкой на разное время. Могут быть выбраны приоритеты, что первоочередное в данный момент в данном месте, но не единственно приоритетное раз и навсегда, так как системы динамичны. Задача экологии в том и состоит, чтобы определить, как именно связано, какова временная и пространствен-ная структура этих связей.

Внедрению системного подхода мешает широкое использование определения обратной связи только как ответной (даже однократной) реакции геосистемы (или элемента геосистемы) на воздействие. Это некорректное, или можно так назвать, «бытовое» понимание термина.

Во многих учебниках по экологии отсутствует разбор великого смысла открытия обратной связи, как замыкающей причинно-следственную цепочку в цикл. Именно с этим открытием связан весь прогресс компьютер-ных технологий, именно из этой точки вырастает новая парадигма рассмотрения фрактального устройства всего мира и присущего ему свойства – перехода от хаоса к упорядоченности и обратно, т.е. синерге-тики (самоорганизации). Самоорганизация именно и происходит при многократном автоматическом повторении одинаковых алгоритмов.

Возможно, следует принять такое определение системы. Система – это ряд элементов, объединенных обратной связью в

циклическое функционирование. Именно функционирование: т.е. много-кратное прохождение одного и того же алгоритма. В конце каждого цикла – регулятор, направляющий действие по одному из двух путей: либо на новый виток того же цикла, либо на выход в другую систему. Тогда вся масса и энергия пойдет по другому пути.

Возможно, следует сузить понятие «система» хотя бы на какое-то время, иначе мы никак не вырвемся из пут исключительно массово-энерге-тического подхода (хотя он и остается справедливым в своих рамках).

Системный подход – это по-существу, рассмотрение природной автоматики, с совершенно конкретными регуляторами-переключателями, а вовсе не взаимодействие неких неопределенных комплексов с не вполне ясными связями.

Нечасто развитие биосферы Земли представлено в учебниках как цепь катастроф и перестроек, как смена моделей самоорганизации, приспо-собления, «притирки» друг к другу «зубчатых колес» природных циклов.


427

Еще одним недоразумением является мнение о том, что функции управления есть привилегия лишь человека. Управляющим фактором может послужить один из самых разнообразных элементов живой и неживой природы. Было открыто явление самоорганизации (как неживой, так и, в особенности, живой природы), называемое также «синергетикой». Этот термин не всегда корректно трактуют только лишь как совместное действие факторов, просто переведя приставку «син-». Разумеется, сознательное управление – свойство человека, но невозможно и не нужно брать все на себя, если большинство процессов саморегулируется. Тем важнее знать, как это происходит.

Вписаться в природные круговороты – единственно возможная стратегия выживания человека на общем космическом корабле Земли. Для этого необходимо изучать, как работают природные регуляторы-ограничи-тели, которые могут направить массу и энергию по другому циклу. То есть, массово-энергетический подход и привычку видеть лишь прямую связь (чем больше воздействие – тем больше результат) нам чрезвычайно трудно дополнить истинно системным подходом, а именно: всякое свое воздейст-вие – в меру и в срок, и в то место системы, которое необходимо.

Само явление жизни – искусство оптимума. Не усредненная одинако-вость, а взаимодействие в гармонии, лад. В разлаженности мы ошибочно стараемся выделить абсолютное добро и абсолютное зло, причем злом чаще всего объявляется человеческое вмешательство.

Например, неточностью, ошибкой является утверждение, что естест-венные луга всегда богаче видами. Наоборот, косимая степь гораздо богаче разнообразными цветущими травами, чем естественная, где в климаксовой, заключительной стадии естественного развития преобладает ковыль и степной войлок.

Грибы не растут на сильно вытоптанных участках, но и в темном, сыром лесу их может не быть: там, где совсем не ходят. Разнообразие их максимально, как известно, на опушках.

Животные были «изобретены» природой, в том числе, чтобы убыстрить горизонтальный перенос органического вещества, продуцируе-мого зелеными растениями, Натуральное сельское хозяйство много веков было прекрасно вписано в природные циклы, во времени и в пространстве. С появлением гигантских производственных откормочных комплексов ситуация изменилась, разладилась.


428

Очевидна существенная нехватка в учебных материалах положитель-ных примеров решения экологических задач – хотя бы и на локальном уровне. Не формируется представление о том, что такие решения возможны только при условии отыскания в работе геосистем узловых, системных регуляторов, при соблюдении меры.

Примеры действия обратных связей в географии были хорошо разобраны в книге А.Д. Арманда «Самоорганизация и саморегулирование географических систем». Но до сих пор настоящее системное понимание обратной связи не стало безусловным.

Это объясняется действием той же обратной связи. В данном случае она образует так называемый «порочный круг»: пока не получилось повсеместное и однозначное внедрение этого понятия в методику работы, а раз нет в методике, то затруднено применение на практике.

В том числе, в преподавательской деятельности, однократный акт типа: вопрос-ответ нельзя назвать обратной связью в изначальном, кибернетическом смысле этого понятия – так, как она была изобретена, вернее, подмечена в явлениях окружающего мира.

Когда учитель задает вопрос, а ученик отвечает – это еще не обратная связь, хотя как бы брошенный «мяч» возвращается обратно. Это пока еще связь прямая, непосредственная: действие рождает последствие (или противодействие). Хотя обычно в структурных, блоковых схемах мы рисуем две стрелки: туда и обратно. Такое графическое изображение неприемлемо. Для того, чтобы разъяснить, как работает обратная связь, нужно этот алгоритм каждый раз постараться расшифровывать более подробно.

Когда учитель, выслушав ответ, делает вывод о том, какой именно материал ученик недопонял (оценивает) и, исходя из этого, задает следующий вопрос (направляет процесс обратно, на прохождение того же алгоритма) – тогда причинно-следственная цепочка замыкается в цикл: вопрос – ответ – оценка смысла ответа – принятие решения (продолжать ли вопросы, и какие) – заход на следующий виток, либо переход к другой теме, или вообще прекращение беседы.

Смысл обратной связи в том, что она замыкает причинно-следствен-ную цепочку в цикл, и цикл крутится до тех пор, пока ученик не усвоит тему (по мнению учителя), либо кончится терпение. Срабатывает


429

системный регулятор (оператор перехода), датчик конца – выхода в финал, или выхода из этого цикла с переходом на другие действия или же циклы.

Насколько трудно и недостаточно мы осваиваем это понятие, может свидетельствовать, например, статья «К теоретическим основам формиро-вания природных процессов» (А.П. Вершинин, В.В. Дмитриев, Т.В. Парши-на, опубликованная к XII съезду РГО в сб. Региональные и географические исследования), где, при обсуждении закона управляющего фактора сказано, что «причинная связь меняется на следственную». Это неточно: никогда нарушения логики не бывает, а только следствие из первого прохода алгоритма служит причиной для следующего, что философами обозначено как «спираль развития».

На самом деле, никакая она не обратная – никогда нельзя «войти в одну и ту же воду», т.к. время необратимо. Только когда мы рисуем структурную схему процесса на листе бумаги, мы изображаем ее полностью обратной.

Добиваясь понятности, доходчивости материала, мы порой чрезмер-но его упрощаем, излишне схематизируем – до примитивизации. Например, из общеизвестных правил-афоризмов Коммонера (знание которых обычно всегда требуют при изучении экологии) следует один общий вывод: по возможности удалить человека из природы, чтобы ей стало «лучше». Таким образом, экологическая наука приводится к отрицанию самой себя, поскольку, во-первых, в природе нет антропоцентричных, моральных оценок «лучше-хуже», а во-вторых, по умолчанию, речь идет не об экологии природы вообще (что крайне расплывчато и непонятно), а об экологии человека. Получается логический тупик: для улучшения экологи-ческих условий человека следует убрать его влияние на окружающую среду. Максималистски кардинальное решение – уничтожить человека (что согласуется с юношеским максимализмом молодых людей).

Они правильно чувствуют главную беду современной экологии человека – перенаселение. Интуитивный вывод страшноват: необходимо уменьшить численность людей. Ясно, что он ведет к повсеместно наблюдаемому усилению напряженности. Поскольку себя (и «своих») человек обычно уничтожать не хочет, то агрессия переносится на «врагов», на инородцев, иноверцев и т.д.


430

В то же время известно, что многочисленные войны, эпидемии, пандемии в большинстве парадоксальным образом приводили к противо-положному результату – быстрому восстановлению и росту населения. Н.Ф. Реймерс, в своем обобщающем труде «Экология: теории, законы, правила, принципы и гипотезы», напоминает, что принцип «мне лучше, когда тебе хуже» – уже не проходит, исходя из опыта многовековой истории. Принцип «любви» к природе – тоже не спасает. Остается лишь совершенно сознательная саморегуляция на основе принципа: «лучше для всех», а не «лучше одним в ущерб другим». Совместная направленность на преодоление проблем, формирование установки на саму принципиальную возможность сделать, чтобы всем было хорошо – в этом он видел единственный выход.

К сожалению, экологические сведения порой используются для возбуждения протестной деятельности некомпетентных лиц. Вместо стремления к самообразованию, анализу собственного поведения, пригод-ного в данном месте и времени, происходит рост требований (нередко взаимоисключающих) к администрации, средствам массовой информации, к окружающим; крутых мер вместо изучения причин антиэкологичного поведения и вдумчивой работы по его изменению.

В качестве вывода, можно отметить, что чрезвычайно трудное внедрение системного подхода далеко еще не закончено и требует хорошо осознанных усилий. Необходима конструктивная критика, нужно следить, чтобы популяризация знаний не сопровождалась примитивизацией идей и понятий, вплоть до результата, обратного ожидаемому, хотя само по себе усложнение, как известно, вовсе не гарантия адекватности.

Если видеть только негативное, то ничего не получится. Знаменитый Илья Пригожин говорил о необходимости преодоления чувств смирения и бессилия, о проблеме перехода от "культуры войны" к "культуре мира" (по выражению Федерико Майора).


431

В ПОИСКАХ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ СЛЕД КАК ИНСТРУМЕНТ ПОСТРОЕНИЯ МОДЕЛИ БУДУЩЕГО

К.О. Карапетян Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых,

г.Владимир, Россия, г. Владимир

1. Устойчивое развитие Устойчивое Развитие1 – буквальный перевод англоязычного слово-

сочетания sustainable development, которое в последнее время стало широко использоваться не только экологами, но и политиками, экономистами, философами и прочно вошло в языки современного мира.

Концепция устойчивого развития получила признание благодаря публикации Всемирной Стратегии Сохранения природы (World Conservation Strategy, 1980). В документе подчеркивалось, что для того чтобы развитие было устойчивым, следует учитывать не только его эконо-мические аспекты, но также социальные и экологические.

В 1987 году был издан доклад «Наше Общее Будущее» Междуна-родной Комиссии по Окружающей среде и Развитию (WCED, 1987), известный также как «доклад Брунтланд» по имени председателя комиссии Gro Harlem Brundtland, в котором устойчивое развитие определялось как «…развитие, которое обеспечивает нужды современного поколения, не ущемляя при этом возможностей будущих поколений удовлетворить их собственные нужды» (WCED, 1987). В последующие годы было предложено много новых определений. Так, Caring for the Earth (IUCN/UNEP/WWF, 1991) определяет устойчивое развитие как «улучшение качества человеческой жизни при условии существования в границах предельно допустимой нагрузки (carrying capacity) на окружающие экосистемы».

Традиционно, устойчивость понима-ется как трехмерная величина: она должна включать Экономический, Экологический и Социальный аспекты (рис. 1). Чтобы оценить, насколько какая-либо человечес-кая деятельность соответствует принципам

1 Далее в тексте принято сокращение УР – Устойчивое Развитие

Рис. 1. Триединая концепция УР


432

Устойчивого Развития, используются индикаторы во всех трех сферах: Экономической, Экологической и Социальной. Так, Отделение ООН по Устойчивому Развитию в своей Рабочей Программе по Индикаторам Устойчивого Развития использовало такие ключевые показатели в Социальной сфере как равенство, здоровье, образование, обеспеченность жильем; в Экономической – экономическая независимость, структура потребления и производства, энергетика и др.; в Экологической – сельское хозяйство и гарантированные запасы продовольствия, биоразнообразие, управление лесными угодьями и проч.; и, наконец, в Институциональной сфере – информация и общественная осведомленность, власть и граждан-ское общество, и другие (United Nations Division for Sustainable Development, 2001).

2. Экологический след Одним из наиболее наглядных и удобных для оценки Устойчивого

Развития индикаторов является Экологический След2. Для измерения Экологического

Следа человеческая деятельность и потребление природных ресурсов пред-ставляются в единицах плодородной земной поверхности, необходимой, что-бы обеспечить эти ресурсы. Оценива-ется площадь территорий и акваторий, необходимых для производства возоб-новляемых ресурсов, территорий, заня-тых инфраструктурой, а также террито-рий, необходимых для ассимиляции производимых отходов, а именно выб-росы СО2. Учитывается производство таких ресурсов, как сельскохозяйст-

венные культуры и вылавливаемая рыба, древесина, корм для сельско-хозяйственных животных. Можно подсчитать ЭС региона, отдельной страны или всей планеты. Учитывая количество населения страны, такие данные могут быть представлены в пересчете на душу населения. Этот результат затем сравнивается с «биопотенциалом», или «биоемкостью» страны, т.е. площадью доступной биологически продуктивной поверх- 2 Далее в тексте принято сокращение ЭС – Экологический След

Рис. 2. Составляющие Экологического Следа


433

ности. Если национальный биопотенциал оказывается меньше или больше измеренного Экологического Следа, принято говорить об экологическом «дефиците» страны или экологическом «излишке» соответственно. Уровень нашего потребления устойчив до тех пор, пока необходимая площадь биологически продуктивной поверхности Земли не превосходит площадь, реально имеющуюся.

Единицей измерения как экологического следа (отражающего потребление ресурсов), так и биоемкости (отражающей воспроизводство ресурсов) является «глобальный гектар» (гга). Один глобальный гектар представляет собой биологическую продуктивность 1 га земли, имеющего среднемировую продуктивность.

Этот метод признан уже не только в узких кругах экологов и защитников природы, но и среди политиков и даже на уровне правительств. Более 100 городов и регионов провели оценку своих ЭС. На национальном уровне Уэльс уже в 2003 г. утвердил ЭС как главный индикатор Устойчивости. Правительство Швейцарии включило ЭС в свой национальный план УР, а Япония приняла ЭС как главный измеритель в свой план по Окружающей Среде.

Глобальный ЭС продолжает расти год от года. С 1966 г. общий экологический след человечества удвоился (рис. 3).

На 2007 г. биоем-кость Земли составляла 11,9 Гга, а ЭС челове-чества был равен 18 трлн. Гга. Это означает, что с населением в 6,7 трлн. чел. средний ЭС на душу населения был равен 2,7 Гга, а биоемкость всего 1,8 Гга. на чел. Иными словами, в 2007 г. экологический след превысил биоемкость Земли на 50%.

Рис. 3. Величина следа выражена в количестве планет Земля. Полная фактическая биоемкость, обозначенная пунктирной линией, всегда равна одной планете, хотя абсолютная величина биологической продуктивности

планеты меняется от года к году.


434

Если проанализировать динамику и распределение глобального ЭС по странам мира, то легко увидеть, что основной вклад вносят несколько

самых круп-ных и разви-тых стран (рис. 4). Так, в 2005 г. США и Ки-тай потребляли по 21% биоем-кости планеты.

При этом важно учитывать, что биологи-ческий потенциал, т.е., природные ресурсы рас-пределены по странам также очень неравномер-но. На 10 самых богатых природными ресурсами стран в 2005 г. приходи-лось 55% общей биоем-кости Земли (рис. 5).

Российский экологический след, 4,4 га на человека, меньше биоем-кости России на 2,5 га на человека, что помещает Россию в число мировых экологических «кредиторов». Владимирские домохозяйства оставляют еще более скромный экологический след, 4, 27 га (рис. 6). В то же время,

необходимо осознавать, что, несмотря на громад-ную территорию, Россия, как и любая другая стра-на, не может изолировать свой биопотенциал и его расходование, поскольку современная экономика и индустрия сделали гра-ницы биогеоценозов поч-ти прозрачными. Поэто-

Рис. 4. Распределение ЭС по странам

Рис. 5. Биоемкость 10 крупнейших стран мира

Рис. 6. Сравнение ЭС и биоемкости России и Владимирской области со среднемировыми


435

му, в глобальном масштабе даже страны «кредиторы», чей след превышает мировую биоемкость, не могут претендовать на звание устойчивых потребителей природных ресурсов.

3. Пути выхода Становится понятно, что повышение уровня потребления на душу

населения неизбежно увеличивает нагрузку на окружающую среду, т.е. ЭС. Возможно ли совместить человеческое развитие, прогресс общества со стабилизацией или даже уменьшением нагрузки на экосистемы? Для начала можно попытаться переосмыслить представления о прогрессе. На протяже-нии длительного периода ВВП используется в качестве обобщенного показателя прогресса. Однако доход является хотя и важным, но не единственным аспектом развития: благополучие человека включает также ряд компонентов социального и личного характера. Более того, после достижения определенного уровня среднедушевого дохода целый ряд показателей благополучия человека, например, ожидаемая продолжитель-ность жизни, прекращают расти с дальнейшим увеличением уровня дохода (рис. 7).

В настоящее время Программа развития ООН предлагает новый показа-тель уровня развития – Ин-декс Развития Человечес-кого Потенциала (ИРЧП). Этот показатель, основан-ный на данных о доходах, ожидаемой продолжитель-ности жизни и охвате насе-ления образованием, позво-ляет сопоставлять страны с учетом как экономических, так и социальных аспектов развития.

Соотношение между величиной экологического следа и ИРЧП не является линейным – на соответствующем графике четко выделяются две различные области (рис 8). В странах с невысоким уровнем развития экологический след на душу населения практически не зависит от этого уровня, оставаясь низким. Однако после того, как уровень развития превышает определенную величину, среднедушевой экологический след

Рис. 7. Ожидаемая продолжительность жизни прекращает расти с дальнейшим увеличением

уровня дохода


436

начинает расти вместе с ним, причем при высоких значениях ИРЧП незначи-тельный прирост этого ин-декса в среднем достига-ется за счет очень боль-шого увеличения следа.

ООН определяет нижнюю границу высокого уровня развития как зна-

чение ИРЧП, равное 0,8. Страны, достигающие этого уровня или превышающие его, демонстрируют громадные различия в величине экологического следа на душу населения – от 1,5 гга в случае Перу до более 9 гга в случае Люксембурга. Экологический след варьирует в сходном диапазоне и у стран с наиболее высоким уровнем развития. Более того, некоторые страны с высоким уровнем развития имеют среднедушевой экологический след, характерный для стран со значительно более низким уровнем развития. Этот результат, наряду с исчезновением связи между уровнем дохода и благополучием человека после достижения определен-ного уровня ВВП на душу населения (рис. 7), показывает, что высокий уровень потребления не является необходимым условием высокого уровня развития или благополучия.

4. Устойчивое развитие возможно Проводя параллель с самим определением УР, заметим, что значение

ИРЧП 0,8 определяет нижний предел «удовлетворения потребностей настоящего времени», тогда как экологический след 1,8 гга/чел., определяемый биоемкостью планеты и численностью ее населения, задает верхний предел жизни в пределах экологической емкости Земли, которая «не ставит под угрозу потребности будущих поколений».

Таким образом, в совокупности эти два показателя определяют «область устойчивого развития» глобального общества. В 2007 г. в этой области находилось единственное государство – Перу, ИЧРП которого достигал 0,806, незначительно превышая минимальный предел, а экологический след составлял несколько более 1,5 гга на душу населения. Куба находилась в этой области в предшествующие годы, однако в 2007 г. ее экологический след достиг 1,85 гга, что слегка превышает максимальный

Рис. 8. Соотношение между ИРЧП и ЭС


437

предел. Колумбия и Эквадор также очень близки к граничному значению экологического следа.

Как уже было отмечено выше, биоемкость на душу населения не является неизменной величиной – она сокращается по мере роста населения планеты. Это также отражено на рис. 8 – в 1961 г., когда численность населения Земли была значительно ниже, на душу населения приходилось примерно в 2 раза больше биоемкости, чем сегодня. Таким образом, «область устойчивого развития» является своего рода движущейся мишенью и, если не будут найдены методы увеличения биоемкости планеты, попадание в нее будет все более сложной задачей.

5. Перспективы Что нас ждет в ближайшем будущем? Группа экспертов WWF

разработала сценарии развития потребления в терминах Экологического следа до 2050 г.

Инерционный сценарий, сохраняющий современные тенденции потребления, построен с учетом следующих предпосылок:

− население Земли к 2050 г. достигнет 9,2 млрд. чел., из которых 6,3 млрд. будут жить в городах;

− выбросы CO2 и потребление биотоплива будут расти соответственно росту населения и экономики;

− площадь лесов сокращается по линейному тренду 1950-2005 гг.; − продуктивность лесов и сельскохозяйственных культур остаются

неизменными; − мировое производство продовольствия к 2050 г. достигает 3130 ккал

на душу населения в день, что на 11% больше, чем в 2003 г. (FAO, 2006b);

− к 2050 до 15% площади пастбищ и лесов будет отведено под охраняемые территории, как способ сохранения биоразнообразия. Инерционный сценарий (рис. 9) рисует картину будущего развития

очень далекую от устойчивости. К 2030 г. человечество будет потреблять ресурсы Земли со скоростью 2 планеты в год, а к 2050 – 2,8 планет. Принципиально эта проблема может быть решена либо путем увеличения биопотенциала Земли, либо путем сокращения ЭС человечества. Биопо-тенциал действительно можно увеличить. Один из способов расширения площади биопродуктивной поверхности Земли – восстановление


438

деградированных и не-качественных террито-рий, например, за счет облесения. Еще один путь-повышение уро-жайности сельскохо-зяйственных культур. Эксперты FAO допус-кают удвоение уро-жайности в сельском

хозяйстве к 2050 г., хотя по их же оценкам этот эффект будет существенно уменьшен из-за неблагоприятного воздействия потепления климата.

Поскольку основной составляющей ЭС является углеродный след, то именно его уменьшение позволило бы существенно сократить общую величину нагрузки на окружающую среду. Следующие модели WWF построены в допущении, что за счет повышения энергоэффективности и энергосберегающих технологий мировое потребление энергии в 2050 г. составит 260 ЭДж, т.е., на 15% меньше уровня 2005 г. Кроме того, предполагается, что 95% всей потребляемой энергии будет поступать из возобновляемых источников. Вторым отличием альтернативных моделей является потребление пищи.

Первая модель основана на сценарии производства 95% потребляемой энергии из возоб-новляемых источников в соче-тании с предположением, что рацион всего населения планеты соответствует среднему рациону жителя Малайзии (рис. 10), тогда как вторая модель предполагает, что все жители планеты будут питаться, как современный сред-ний итальянец (рис. 11). Средний рацион жителей этих двух стран

различается, во-первых, с точки зрения энергетической ценности (3685 ккал в Италии и 2863 ккал в Малайзии), а во-вторых, с точки зрения доли мяса и

Рис. 10. Прогноз, сочетающий сценарий производства 95% потребляемой энергии из возобновляемых источников и средне-мировой рацион питания, соответст-

вующий рациону современного малайзийца

Рис. 9. Инерционный сценарий, «обычный ход событий»


439

молочных продуктов в общей энергетической ценности ра-циона. В малайзийском раци-оне эта доля составляет 12%, тогда как в итальянском раци-оне на мясо и молочные про-дукты приходится 21%, что составляет вдвое больше кало-рий, чем в малайзийском (с учетом общей энергетической ценности рациона).

Результаты этих двух сценариев резко различаются. Если 9,2 млрд. жителей земли питаются, как типичный малайзиец, экологический след достигает немногим менее 1,3 планет Земля к 2050 г., тогда как в случае итальянского рациона экологи-ческий след в 2050 г. приближается к 2 планетам.

6. Заключение Концепция устойчивого развития чрезвычайно многогранна и

широка. Это не просто понятие, но во многом и призыв к действию, задача перед обществом, политический процесс, в котором дефиниции определяют изменяющиеся задачи и ценности. Эта неопределенность и многообразие концепции отражает сложность и разнообразие человеческого общества и природных экосистем, его окружающих. Экологический след это не просто индикатор развития, это по сути новая единица его измерения и инструмент исследования. Измерение и анализ Экологического Следа помогают осоз-нать, насколько потребление человеком природных ресурсов превышает возможности нашей планеты. Без этого знания сложно построить модели устойчивого развития человеческой цивилизации.


1. Chambers, N., Simmons, C. & Wackernagel, M. Sharing Nature’s Interest. Ecological Footprints as an Indicator of Sustainability. London: Earthscan. 2000.

2. Daly, H. & J. Cobb. For the Common Good: Redirecting the Economy Toward Community, the Environment and a Sustainable Future. Boston: Beacon Press. 1989.

Рис. 11. Прогноз, сочетающий сценарий производства 95% потребляемой энергии из возобновляемых источников и среднемировой рацион питания, соответствующий рациону

современного итальянца


440

3. IUCN/UNEP/WWF. Caring for the Earth: A strategy for sustainable living. Gland, Switzerland: IUCN. 1991.

4. Miller, G. & Scott E. Spollman). Living in the Environment (16-th ed.). Pacific Grove: Brooks/ Cole. 2009. – 832 p. – ISBN-13: 978-0495556718

5. WWF Living Planet Report 2010. Gland: WWF International. 2010. 6. Лось В.А., Урсул А.Д. Устойчивое развитие: Учебное пособие – М.:

Изд-во «Агар», 2000. – 254 с. – ISBN 5-89218-090-5.

Исследования выполнены при поддержке Минобрнауки (ГК №02.740.11.0734).

ИННОВАЦИОННЫЕ ФОРМЫ КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ ПО ЭКОЛОГИИ В ВУЗЕ

И.Е. Князьков, А.В. Любишева Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых,


The organization of process of control of knowledge and abilities is carried out in 5 stages: control planning, the control organization, estimation, the analysis and the account of results of control. Control of quality management of training carries out following functions: training, developing, educational, diagnostic, estimated, regulatory, organizing and интегративную. Test control of knowledge states more objective estimation and can be carried out in the form of the closed tasks (with a choice of one or several answers, tasks for conformity and for a sequence establishment) or open tasks (tasks-substitutions and constructive tasks). Logic tests on specificity of an estimation are similar to tasks with a choice of one or several right answers from several variants, and on revealing of depth of knowledge - to tasks for conformity and a sequence establishment.

В современной психолого-педагогической и методической

литературе процесс выявления качества усвоения знаний и умений зачастую обозначается разными терминами: оценка, контроль, проверка, учет, опрос, которые нередко используются как синонимы.

Наиболее общим в данном ряду выступает понятие «контроль», в узком смысле означающее изучение состояния процесса в данный момент. Остальные понятия более конкретны и могут быть включены в понятие «контроль» как его отдельные компоненты или этапы. В этом случае, данное понятие будет выступать как обязательный компонент учебно-


441

воспитательного процесса, представляющий собой процесс системати-ческого и поэтапного выявления степени достижения планируемых результатов образования и необходимый для управления качеством образовательного процесса.

Рассмотрение проблемы контроля в процессе обучения экологии связано с решением трех основных вопросов: а) какова цель оценивания учебных достижений? б) что важно оценивать в первую очередь? в) как лучше обеспечивать объективность оценок?

Вопрос «что оценивать?» направлен на определение востребованных результатов, традиционно представляемых в виде определенных знаний, умений и навыков, которыми должен овладеть обучаемый. В условиях, когда цель экологического образования состоит не только в обучении, но и в воспитании и развитии личности, контролю должны подвергаться и знания, и умения, и отношение студента к природе, и степень индивидуаль-ного продвижения в режиме саморазвития личности.

Рассматривая логику организации процесса контроля знаний и умений, можно выделить пять взаимосвязанных этапов.

1) Целеполагание. Данный этап предполагает постановку цели и задач контроля, соответствующих образовательным целям и требованиям, предъявляемым государственным образовательным стандартом, а также целям конкретной учебной программы и задачам определенного этапа обучения экологии.

2) Планирование контроля. На этом этапе выбираются содержание контроля (т. е. определение тех знаний и умений, усвоение которых должно быть проконтролировано на данном этапе обучения), организационные формы и методы контроля, отбираются адекватные контрольные задания, направленные на проверку усвоения именно тех знаний и умений, которые составляют содержание контроля. Содержа-ние контроля должно быть доведено до сведения обучающихся, чтобы они реально представляли себе уровень требований, предъявляемых к ним.

3) Организация контроля. На этапе организации контроля осуществля-ется непосредственная деятельность преподавателя и студента, направленная на проверку знаний и умений в процессе выполнения контролирующих заданий.

4) Оценивание. На данном этапе результаты проверки соотносятся с


442

планируемыми, зафиксированными до начала выполнения контроли-рующих заданий.

5) Анализ и учет результатов контроля. Этот этап реализуется в целях внесения своевременных поправок в ход учебного процесса для получения наилучших его результатов.

Контроль как компонент учебно-воспитательного процесса и как компо-нент процесса управления его качеством выполняет разнообразные функции:

− обучающая функция контроля состоит в том, что все студенты привлекаются к обсуждению результатов выполнения контролирую-щих заданий, их дополнению и анализу;

− развивающая функция связана с тем, что процесс контроля за результатами обучения способствует всестороннему развитию личности, способствует развитию у обучаемых устойчивого внима-ния, памяти, приемов самоконтроля и самооценки. В процессе контроля происходит развитие общеучебных и интеллектуальных умений (анализировать, сравнивать, обобщать и т.д.), а также умений, связанных с применением знаний. Обучающая и развиваю-щая функции контроля проявляются в его направленности на закрепление и систематизацию знаний;

− воспитательная функция контроля выражается в том, что контроль знаний и умений оказывает стимулирующее воздействие на студен-тов, развивает у них чувство ответственности, дисциплинирован-ности, содействует формированию мотивов учения;

− диагностическая функция контроля – одна из главных. Эта функция заключается не только в выявлении уровня усвоения знаний и умений, но и в отслеживании динамики развития качеств личности;

− оценочная функция контроля проявляется в сопоставлении результа-тов контроля по каждому оцениваемому показателю качества с эталоном;

− регулятивная (стимулирующая) функция контроля заключается в стимулировании средствами контроля деятельности преподавателя и студентов по устранению выявленных недостатков, улучшению содержания и методов обучения;

− организующая функция контроля проявляется в оптимизации процес-


443

са организации учебной, учебно-исследовательской, методической работы в вузе;

− интегративная функция контроля – следствие выполнения требова-ний принципов полноты и всеобъемлющего характера контроля и выражается во взаимодействии всех видов, форм, методов и средств контроля и их подчиненности общей цели – повышению качества учебно-воспитательного процесса при обучении экологии. Качество знаний и умений студентов прямо зависит от их контроля

как неотъемлемой части процесса обучения. В процессе контроля получают и фиксируют не только итоговую информацию о результатах обучения, но и выявляют нерешенные задачи обучения, причины неуспеваемости, проводят самоанализ преподавателем и студентами собственной деятель-ности, обсуждают эти итоги.

В рамках текущего, тематического и заключительного контроля различают следующие его формы: устный и письменный контроль знаний. В последние годы широко применяется тестовый контроль. Повышенный интерес к тестовым заданиям связан с организацией ЕГЭ (единого государственного экзамена).

Под педагогическим тестом понимается множество заданий специфической формы, позволяющих объективно измерять уровень подготовленности испытуемого в определенной области знания. Тестовые задания характеризуются определенными статистическими показателями. Тестовый контроль знаний имеет ряд преимуществ. Например, повышение объективности оценивания достигается проверкой результатов с последую-щим сравнением количества набранных баллов с заранее установленным эталоном.

Классификация видов тестовых заданий: 1. Закрытые задания.

1.1. Задания с выбором ответа (одного правильного ответа из нескольких вариантов).

1.2. Задания с выбором ответа (нескольких правильных ответов из нескольких вариантов).

1.3. Задания на соответствие. 1.4. Задания на установление последовательности.

2. Открытые задания. 2.1. Задания-подстановки.


444

2.2. Конструктивные задания. 3. Логические тесты. Если первые два виды тестовых заданий широко распространены в

учебном процессе, то последние – логические тесты – используются крайне редко. Специфика данной формы контроля знаний основана на использовании нескольких установочных определений, скомпонованных таким образом, чтобы каждое последующее базировалось на предыдущем утверждении (выводы: 1-2, 2-3, 3-4) или когда серию из нескольких независимых положений завершает общий итоговый вывод (1-4, 2-4, 3-4). Тестируемый должен определить момент, когда в серию этих рассуждений вкрадывается ошибка, связанная с неверными предпосылками (1, 2, 3, 4). Если в ход дальнейшего рассуждения вклиниваются новые ошибочные факты (а не логически правильные, но, по сути, абсурдные выводы) указывать в ответе нужно и их.

Полученную сумму баллов необходимо уменьшать при указании верных фактов как ложных утверждений и логически верных выводов как ошибочных (-1 балл). Таким образом, при значительных пробелах в образовании студент может получить даже отрицательную оценку.

В другом варианте выполнения задания студент обязан допол-нительно обосновать свой ответ в конце задания (вариант выполнения, занимающий промежуточное положение между классическими тестами и контрольным опросом).

Такие логические тесты наиболее применимы к областям знания, где ошибка чревата серьезными и даже катастрофическими последствиями (медицина и экология). Данные задания наглядно показывают опасность как полного, так и частичного отсутствия знаний у учащихся по предмету; показывают необходимость проверки противоречащих друг другу фактов, особенно полученных из сомнительных источников (периодическая печать, популярная литература, интернет-сайты).

В итоге студенты видят, что: 1) неверные предпосылки всегда приводят к полностью ошибочным

выводам; 2) ход изначально правильного рассуждения может быть нарушен в

любой момент при отсутствии глубоких знаний по предмету; 3) выводы могут быть ошибочными, если учащийся не владеет

терминологией.


445

Примерные задания и пояснения к ним. Задание №1. Укажите, с какого момента логика рассуждения стала ошибочной:

А) Чем больше численность консументов, тем больше в экосис-теме накапливается детрита;

Б) Чем больше количество детрита, тем сильнее размножаются редуценты и сапротрофы;

В) Чем выше численность редуцентов и сапротрофов, тем сильнее размножаются кроты и землеройки, являющиеся консументами.

Г) Таким образом, в данной экосистеме совсем не нужны проду-центы, так как консументы обеспечивают сами себя энергией.

Анализ задания: Неверен последний вывод «Г» (1 балл), так как большая часть

консументов из положения «А» должны быть растительноядными. В противном случае без поступления новой солнечной энергии в экосистеме с каждым новым оборотом большая часть энергии (90 %) будет рассеиваться в виде тепла, а запасы энергии экосистемы достигнут нуля.

Таким образом, логические тесты по специфике оценки подобны заданиям с выбором одного или нескольких правильных ответов из нескольких вариантов, а по выявлению глубины знаний – заданиям на соответствие и установлению последовательности.

Для контроля междисциплинарных связей оптимальная величина рассуждения (логического теста) должна быть не менее 4-5 предложений-заданий, чтобы с одной стороны предоставить учащимся полноценный материал для анализа, а с другой стороны, чтобы этот материал был достаточно разноплановый и содержал сведения разных дисциплин.

Таким образом, для современного учебного процесса необходимо использовать разные способы контроля знаний учащихся, сообразно специфике изучаемого материала, возрасту и уровню подготовленности и заинтересованности аудитории.



446

ПРАКТИЧЕСКАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ В ЭКОЛОГИЧЕСКОМ ОБРАЗОВАНИИ ИНЖЕНЕРОВ

Н.Н. Масленникова Казанский государственный технический университет, г.Казань, Россия

Practical component is an essential part of the environmental training of students

of technical university. Simple and advanced environmental monitoring, ecological experiment, educational environmental project, participation in the work of scientific communities ( on the base of industrial enterprises), environmental assessment of real and projected technical systems, cooperation with environmental organizations, environment-oriented production training for students are considered to be effective forms and methods of practical training.

Экологическое образование будущих инженеров, основанное лишь на биологических аспектах экологии, не может дать знания, умения и навыки, необходимые для выполнения ими конкретных действий по оздоровлению окружающей среды. Становится очевидным, что профессионально-ориентированная экологическая подготовка студентов технического вуза должна быть комплексной, а процесс ее организации и осуществления должен предусматривать условия для формирования, как экологической культуры, так и структурно-функциональной характерис-тики будущего специалиста в области техносферы. Поэтому данная подго-товка, представляющая собой сложный, комплексный процесс, должна предусмотреть использование разнообразных форм обучения, позволяю-щих активизировать у студентов различные способы восприятия и усвоения информации и на теоретическом, и на практическом уровнях.

Особенностью дисциплины «Экология» является то, что она не дает готовых моделей деятельности. Будущий специалист должен научиться самостоятельно и творчески использовать полученные им в высшей школе знания в своей профессиональной деятельности. Поэтому, обратим внимание на практическую составляющую экологической подготовки будущих инженеров.

Установление студентами причинно-следственных связей, сущест-вующих в природе, выявление влияния на эти связи антропогенной деятельности, обнаружение данного влияния на здоровье людей позволит осуществить экологический мониторинг, проводимый в рамках лаборатор-ных занятий. Начинать приобщение будущих специалистов к осуществле-


447

нию мониторинговой деятельности следует с наблюдений за состоянием элементов биосферы, за источниками и факторами антропогенного воздействия, т.е. с элементарного мониторинга.

К группе «практических» форм обучения относятся также и деловые игры, достоинства применения в профессионально-ориентированной экологической подготовке которых заключаются в создании для будущих инженеров возможности получить на простых и доступных моделях определенный практический опыт природоориентированной деятельности. Исполняя различные роли, участники игр приобретают навыки обществен-ного выступления, принятия адекватных решений, эффективного общения с представителями противоположных точек зрения, поиска компромисса, а решение ситуационных экологоориентированных задач позволяет студен-там расширять знания в области инженерной экологии, экологического права и экологической экспертизы. Задача преподавателя при этом сводится к предложению близких студентам и их социальной среде тем, выявлению и обобщению версий студентов, выделению и поддержанию адекватных научному знанию решений, поощрению их стремления находить новые способы решения проблем.

В процессе постановки эксперимента активизации и формированию подвергаются все компоненты системы экологической подготовки студентов. Так, необходимость определения задач эксперимента, активизи-рует целеполагающую деятельность; обоснование выбора проблемы, установление этапов ее решения, выбор методики исследования – мысли-тельную и поисковую деятельность. Это, в свою очередь, сказывается на формировании у студентов умения прогнозировать и оценивать принима-емые решения, формулировать и обосновывать мотивы деятельности. Проектирование и проведение эксперимента предполагает формирование у них определенного отношения к изучаемому вопросу, активизирует моделирующую, научную и прогнозную деятельность. Проверка в ходе эксперимента гипотезы и получение практического результата влияет на коррекцию базы знаний, их систематизацию и установление между ними связей; способствует формулировке выводов, постановке новых целей, оценке эффективности деятельности, адаптации полученных знаний и навыков к реальным условиям, поиску применения результатов работы. Поэтому практические занятия должны предполагать постановку студен-тами экспериментов.


448

Экспериментально-исследовательская деятельность на этом этапе должна стать более сложной, должна предполагать не только наблюдение за природными и техногенными процессами, но и оценку фактического состояния природной среды, а также человеческой популяции и прогнози-рование их состояния на определенный отрезок времени в будущем. Поэтому можно говорить об углубленном экологическом мониторинге, результаты которого могут заключаться в вынесении оценки экологичес-кого состояния природно-антропогенного комплекса, проектировании экологически чистых природных зон города, создании различных карт и др. В данных случаях, ориентирование студентов в учебном проблемном пространстве позволит им успешно реализовать себя как обучающихся, поможет научиться самостоятельно разрабатывать гибкую программу экологической и природоохранной деятельности.

Перспективной формой организации практических занятий является учебный экологический проект, завершающийся созданием его портфолио и публичной защитой. Он предполагает максимальную самостоятельность и максимальное проявление творчества студента; направлен на получение им личного опыта, открытие им в деятельности своего «я». Вовлечение студентов в проектную экологоориентированную деятельность способст-вует реализации междисциплинарного подхода в обучении: в процессе совместной разработки проектов по охране окружающей природной среды с преподавателями экономики, статистики, информатики, они учатся опре-делять экономическое, техническое, технологическое соответствие (или несоответствие) своих проектов реалиям настоящего времени, пробуют изменять элементы проекта на более адекватные, пытаются обосновывать экономическую эффективность нововведений, осуществлять их первичную экологическую экспертизу.

Действенной формой экологической подготовки специалистов также является их участие в работе научных объединений, соединяющих в своем составе специалистов промышленных предприятий, специалистов экологи-ческих служб и студентов. Такие объединения оказывается способными объединить усилия будущих специалистов различных направлений, представителей служб охраны природы и промышленных предприятий, а также администрации города для решения реальных производственных и городских экологических проблем.


449

Становление такого элемента экологической подготовки будущих инженеров, как экологическое экспертирование, возможно лишь при созда-нии условий для оценки студентами деятельности человека и функцио-нирования технических систем. Для достижения данной цели в процессе экологической подготовки студентов технического вуза должна быть предусмотрена их деятельность по вынесению обоснованной оценки того или иного реального проекта, проведению его первичной экологической экспертизы или экспертизы уже готового решения по нему для установления его соответствия или несоответствия существующим требова-ниям к ее осуществлению. Расширить же варианты деятельности по вынесению студентами оценки существующей или вводимой вновь продукции, технической системы, технологического процесса, рационали-заторских предложений может проведение эколого-ориентированной производственной практики в заводских условиях с последующим анализом собранных материалов, а также выполнение заданий по составле-нию паспортов экологичности оборудования, технологических процессов, отдельных цехов или предприятий в целом. Эколого-ориентированная практика также необходима и потому, что серьезное изучение экологичес-ких проблем техносферы не возможно без знакомства и знания студентами современного производства.

Результатом экологического образования, кроме способности специалистов принимать решения, должна стать способность осуществлять свой выбор на социальном уровне. Для повышения исследовательской и социальной активности студентов технического вуза, предлагается органи-зация их участия в научно-практических конференциях различного уровня с предоставлением результатов исследований, защита междисциплинарных проектов не только на уровне вуза, но и на уровне администраций и научных объединений промышленных предприятий, участие в эколого-просветительских акциях, проводимых дирекциями Национальных Парков (или других ООПТ), а также презентация результатов своей деятельности в виде печатной продукции в местах общественного пользования, сайтах сети INTERNET, средствах массовой печати.


450

ФОРМИРОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ ШКОЛЬНИКОВ ПРИ ИЗУЧЕНИИ РЕК БАССЕЙНА СУРЫ

Е.А. Митрофанова1, Н.Н. Гусакова2 1МОУ СОШ села Лопатина Пензенской области, Россия

2ФГУ ВПО «Саратовский ГАУ имени Н.И. Вавилова», г.Саратов, Россия

The key problem is that studying ecology as school discipline pupils though acquire the certain ecological knowledge, but, thus, as a rule, show not enough personal interest and activity in concrete affairs on protection of a nature. We think, that the summer ecological camp allows providing necessary conditions for a reasonable combination of productive leisure of schoolchildren to studying environmental natural environment, the work directed on protection of a native nature.

In Lopatino High School, the Penza region during 10 years the summer ecological-improving camp "Istok" works. The greatest interest work on the project caused in guys "Vegetative tests - systems of an onion for the analysis of natural waters".

Растущая озабоченность мировой общественности экологической ситуацией диктует необходимость формирования у молодых людей экологической культуры. Современное экологическое образование предпо-лагает непрерывный процесс обучения, воспитания и развития личности. Отношение к окружающей среде формируется в процессе взаимодействия эмоциональной, интеллектуальной и волевой сфер психики человека. Ключевая проблема состоит в том, что, изучая экологию как – школьную дисциплину учащиеся, хотя и усваивают определённые экологические знания, но, при этом, как правило, проявляют недостаточно личной заинтересованности и активности в конкретных делах по защите природы. Мы считаем, что летний экологический лагерь позволяет обеспечить необходимые условия для разумного сочетания активного отдыха школь-ников с изучением окружающей природной среды, трудом, направленным на защиту родной природы.

Творческое развитие учащихся предполагает преобладание индиви-дуальной исследовательской практики над репродуктивным усвоением информации, ориентацию на интеллектуальную инициативу и активность. Применение элементов исследовательской деятельности во внеклассной работе позволяет активизировать учебную деятельность, являясь одним из средств развития детской одарённости. В МОУ СОШ села Лопатина,


451

Пензенской области на протяжении 10 лет в период летних каникул действует эколого-оздоровительный лагерь «Исток». Учащиеся овладевают навыками исследовательской работы во время экскурсий на водоемы, проводя камеральную обработку результатов, пополняют запас знаний на лекционных и семинарских занятиях.

Итогом работы является пресс-конференция, где учащиеся защища-ют свои эколого-химические проекты, подготовленные на основании проведённых исследований: «Экологическое состояние притоков реки Узы». В проекте «Проботбор поверхностных вод», «Малая Родина – Лопатино».

Наибольший интерес у ребят вызвала работа над проектом «Расти-тельные тест-системы лука для анализа природных вод». Целью данной работы стало изучение генотоксического влияния природных вод на клетки меристем придаточных и зародышевых корней лука. Пробы для анализа отбирались в реках бассейна Суры, расположенных на территории Пензен-ской области: Узе, Камешкир, Красноярка, Елюзань, Суре, Юловка, Кадада, Кряжим, Труёв, Чардым, Верхозимка, Няньга, Пенза; для контроля проращивание проводилось на дистиллированной воде. Придаточные корни позволяют фиксировать токсическое воздействие на активно пролифериру-ющими и наименее дифференцированными, поэтому могут служить моделью живой системы. Эти данные являются интегральными показате-лями токсического воздействия воды, так как суммарное воздействие загрязняющих веществ на клетки меристематической ткани растений обыч-но приводит к подавлению активности полиферирующих клеток и, как следствие, к снижению ростовых процессов. Анализ полученных резуль-татов позволяет сделать вывод, что наиболее неблагоприятной для живого организма является вода, пробы которой были взяты из рек Елюзань, Труёв, наиболее чистыми оказались реки Камешкир и Красноярка.

Интересно и увлекательно осуществляется конкурс дневников, которые школьники заполняют ежедневно. Конкурсная комиссия, состоя-щая из наиболее активных школьников, а также учителей экологии, химии и корреспонденты местной «Наше слово» определяют победителей.

В Газете «Наше слово» появляются яркие материалы с фотографиями о результатах работы экологического лагеря. По окончании работы эколо-гического лагеря нами осуществлялось тестирование учащихся по методи-


452

кам «Эзоп» (вербальная ассоциативная методика диагностики экологичес-ких установок личности, «Доминананта» (методика диагностики субъектив-ного отношения к природе), «Натурафил» (методика диагностики интенсив-ности субъективного отношения к природе). Результаты психологической диагностики показали, что у ребят усилилась мотивация к эксперимен-тальной деятельности, сохранению родной природы, вербальное мышление.

Большинство участников экологического лагеря высказали пожела-ние продолжать экспериментальное исследование экологического состоя-ния бассейна Суры. Важно, что половина выпускников, участников экологических лагерей, поступают на биологические, агроэкологические и агрохимические профили в вузы. РАЗРАБОТКА ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ТРОП ОКРЕСТНОСТЕЙ Г. ВЛАДИМИРА К УЧЕБНО-ПОЛЕВЫМ ПРАКТИКАМ СТУДЕНТОВ-ЭКОЛОГОВ ВЛГУ

Р.В. Репкин, К.С. Яковлева Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых,

г.Владимир, Россия In the given work the literature review on method of ecological trails

arrangement and function is presented. In a practical part the result of ecological trails projection is presented.

Сохранение биологического разнообразия – одна из важнейших

задач, стоящих перед обществом. Для того чтобы вести работу в этом направлении необходимо знать основные закономерности и принципы формирования природных сообществ. Важно, чтобы об этом знали не только специалисты, но и широкие слои населения. Именно поэтому необходима такая система экологического просвещения, в которую входили бы не только средства массовой информации и экологические курсы в различных учебных заведениях, но и экологические тропы, способствующие непосредственному общению с природой.

Экологическая тропа – это «учебная аудитория» в природных условиях, необходимая, для экологического обучения и воспитания. История организации подобных маршрутов в природе насчитывает уже


453

более полувека, но и сейчас опыт учебно-экологических маршрутов используется не достаточно.

Основные цели создания экотроп можно объединить в две группы: эколого-просветительская и природоохранная. Создание учебных троп направлено на решение четырех задач: экологическое обучение, воспитание культуры, отдых посетителей, сохранение природы в прилегающей зоне.

Экологические тропы классифицируют по разным критериям. Одним из основных критериев является их назначение: выделяют познавательно-прогулочные, познавательно-туристские и учебные экологические.

Учебные экологические тропы – специализированные маршруты для экологического образования, которым характерны определённые черты: длина маршрута до двух километров, длительность экскурсии от 30-40 минут до трех часов, образовательная ценность.

В черте города Владимира существует возможность организации обучающих экологических экскурсий для студентов вузов, в частности, Владимирского Государственного Университета.

В ходе учебных практик разрабатывались несколько маршрутов: в Давыдовской пойме, на Боголюбовском лугу, в долине р. Содышка, в лесном парке «Дружба», в Загородном лесопарке, в Детском парке – и были проведены экскурсии со студентами групп Эб-109 и Эб-110.

Одна из наиболее интересных и необходимых в учебном процессе троп – весенняя тропа в лесном парке «Дружба», её рассмотрим в качестве примера.

Парк «Дружба» с 1986 г. является памятником природы. Парк занимает площадь в 267,1 га. Является частью некогда большого Ямского леса, протянувшегося от Сосенок до устья р. Колокши. Лес смешанный разнообразный, а флора включает около 90 наименований цветковых трав. Из-за обилия растений-первоцветов, он наиболее примечателен в весенний период. В парке гнездятся несколько десятков наименований птиц. Здесь всегда много отдыхающих.

На маршруте подобрана серия точек, в которых предусмотрены остановки. Путь между точками занимает от 5-7 до 15 минут. На каждую остановку рекомендуется отводить от 5 минут в зависимости от объема преподносимого материала. Кроме того, возможно выделить время на отдых экскурсантов: фотографирование, обсуждения. Итого, приблизитель-ное время маршрута от двух до двух с половиной часов.


454

По назначению данная тропа относится к типу учебно-экологических и предназначена для проведения экскурсий для студентов с целью закрепления полученных знаний и повышения экологической культуры.

Точка 1. Начало маршрута – территория, граничащая с центральным входом в парк. Для начала возможно устроить опрос студентов о весенних явлениях в жизни природы. Выбор начальной точки аргументирован несколькими факторами. Первый их них – удобство подхода и близость к остановкам автотранспорта. Второй фактор – соседство большого видового разнообразия раннецветущих травянистых растений и усиленного антропогенного влияния на участок. Среди основных встречающихся видов со студентами можно рассмотреть экземпляры: ветренница лютичная (Anemone ranunculoides), вороний глаз (Paris quadrifolia), лютик кашубский (Ranunculus cassubicus), хохлатка плотная (Corydalis solida), гусиный лук (Gagea lutea), чина весенняя (Lathunus vennus), фиалка лесная (Viola sylvatica), ландыш майский (Convallaria majalis), бересклет бородавчатый (Euonymus verrucasus).

Точка 2. Следующая точка расположена в юго-западном направлении вдоль кромки лесной зоны. Здесь встречаются экземпляры вида ива козья (Salix caprea). Женские и мужские виды. На примере ивы можно рассмотреть отличия женских и мужских растений, растений с различными видами опыления.

Кроме ивы можно рассмотреть экземпляры: осина обыкновенная (Pоpulus trеmula), гвоздика жестколистная (Dianthus deltoides), проломник нитевидный (Androsace filiformis), сныть обыкновенная (Аеgopodium podagraria), копытень европейский (Asarum europaeum).

Точка 3. Расположена в западном направлении. Интерес у экскурсан-тов вызывают необычные формы стволов деревьев дуба, связанный с вырубкой деревьев и последующим их восстановлением прикорневой порослью.

Вырубка велась для нужд фронта в годы войны. Поэтому здесь целесообразно рассказать об истории парка. Во времена войны здесь формировались воинские части, отправлявшиеся на фронт. В парке сохра-нились следы войны – ямы после землянок солдатских лагерей, существо-вавших в 1941-1942 гг. Так же здесь рассматриваются: лютик чистяк (Ranuncullus ficania), будра плющевидная (Glechoma hederacea).


455

Точка 4. Западнее расположены сгоревшие деревья. Этот участок подходит для рассказа о правилах поведения в лесу, в частности, на охраняемых природных территориях.

Точка 5. Юго-западнее можно услышать весеннее пение птиц. Далее лес сменяется луговой растительностью.

Точка 6. Следующая точка расположена в северо-западном направле-нии. Лес с преобладанием осины в верхнем ярусе, а так же дуба. На этом участке леса часто можно увидеть белок на ветвях деревьев. Здесь же можно рассмотреть виды: фиалка лесная (Viola sylvatica), жимолость лесная (Lonicera xylosteum), седмичник европейский (Trientalis europaea).

Точка 7. Экскурсанты движутся на север. Здесь встречаются: сосна обыкновенная (Pinus sylvestris), земляника лесная (Fragaria vesca), рябина обыкновенная (Sorbus aucuparia), фиалка душистая (Viola odorаta), ожика волосистая (Luzula pilosa). Этот участок подходит для выполнения студентами практических заданий.

Точка 8. Северо-западное направление. Выход из леса. Усиление тропиночной сети, застройка парка (каток, конюшня). Эта территория в последние годы активно используется, что приводит к увеличению антро-погенной нагрузки на почвенный покров, изменениям в почвенной фауне, растительности и возможной смене всего сообщества. Окончание экскурсии.

Загородный лесопарк, долина реки Содышка, Лыбедьский овраг, лесной парк «Дружба», Детский парк – эти и другие территории представ-ляют большой интерес для учебной экскурсионной работы студентов-экологов. Экологические тропы помогают воспитывать квалифицирован-ных специалистов, экологически грамотных членов общества и всесторонне развитых личностей.



456

РОЛЬ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ В ВОСПИТАНИИ ПОДРАСТАЮЩЕГО ПОКОЛЕНИЯ

С.Н. Рябцов, Н.В. Семенова Оренбургский государственный педагогический университет,

г. Оренбург, Россия The summary: the biology as one of naturally – scientific subjects occupying the

important place in school ecological education. The biology is a sole educational subject which acquaints with the unique connatural phenomenon – life, comprehension by the schoolars of the connatural preconditions of physical and spiritual health of the man.

Обострение глобальных проблем современной цивилизации обусло-

вило сегодня внимание общества к вопросам экологического образования и воспитания подрастающего поколения.

Экологическое воспитание – это целенаправленный процесс формирования ответственного отношения к окружающей природной среде во всех видах общественно-трудовой деятельности и общения с природой. Ученик должен понять, что во взаимосвязях общества и природы сущест-вуют не только естественнонаучные проблемы, но и социально-гуманитар-ные, идейно-политические. Педагогу в данной обстановке необходимо проникнуть в сущность актуальных проблем взаимодействия природы и общества, увидев их социальную основу, конкретно представить, какими средствами и способами решать задачи воспитания ответственного отношения к природной среде.

Экологические проблемы, ставшие ныне глобальными, затрагивают интересы каждого человека, каждой социальной группы, человечества в целом. Разрешение экологических проблем зависит не только от уровня развития науки и техники, но и в первую очередь от уровня ответственности человека, от состояния природной среды.

На сегодняшний день у выпускников школы, как у населения в целом, все еще силен потребительский подход к природе, еще низок уровень восприятия экологических проблем как лично значимых.

На перестройку отношения человека к природе нацелено экологичес-кое образование. Отношение к природе – экологическое отношение – включает в себя отношение к организму человека как природному телу, к природе как объекту и предмету труда.


457

Важнейший компонент экологического образования – деятельность школьников. Разные ее виды дополняют друг друга: учебная способствует освоению теории и практики взаимодействия общества и природы, освоению приемам причинного мышления в области социальной экологии; игра формирует опыт принятия экологически целесообразных решений, позволяет рассматривать данные вопросы под углом зрения людей разных профессий; общественно полезная деятельность служит приобретению опыта принятия экологических решений, позволяет внести реальный вклад в изучение и охрану местных экосистем, пропаганду экологических идей.

Биология как один из естественно-научных предметов занимает важное место в экологическом образовании школьников. Биология – единственный учебный предмет, который знакомит с уникальным природным явлением – жизнью, формирует понимание школьниками природных предпосылок физического и духовного здоровья человека.

Каждый раздел учебного предмета биологии способствует формированию и развитию ответственного отношения к природе.

В разделе «Растения» центральной является экологическая проблема сохранения многообразия видов каждого из царств живого.

Центральная теоретико-экологическая проблема, которая рассматри-вается в связи с изучением иных царств живого, в особенности животных, – это проблема сохранения многообразия видов каждого из царств и иных более мелких систематических групп.

В разделе «Человек и его здоровье» центральной является проблема защиты здоровья человека от негативных, отрицательных последствий научно-технического прогресса.

Основной проблемой, рассматриваемой при изучении раздела «Общая биология» является проблема и идея управляемой эволюции, а в 11 классе – проблема ноосферы, которая рассматривается через основное противоречие во взаимодействии человека и природы: с одной стороны, преодоление человеком непосредственной зависимости от стихийного проявления сил природы, а с другой – все более тесная связь человека с природой, который вовлекает в свою жизнедеятельность все больший круг веществ и энергии.

Таким образом, развертывание содержания в соответствии с экологи-ческой проблемой и в процессе обсуждения экологических ситуаций


458

ориентирует биологическое образование школьников на каждом этапе на широкие подходы к взаимодействию общества и природы, на формиро-вание глубоких знаний, понимание своей принадлежности к миру природы, на реальное участие в охране природы родного края, пропаганде экологи-ческих идей.

Список используемой литературы 1. Захлебный А.Н., Суравегина И.Т. Экологическое образование школь-

ников во внеклассной работе. – М., 1984. 2. Конюшко В.С., Лешко А.А., Чубаро С.В. Страницы экологического

краеведения: Учеб.-метод. Материалы для факультативных занятий, кружковой работы и курсов по выбору. – Мн., 2000.

3. Экологическое образование школьников / Под ред. И.Д. Зверева, И.Т. Суравегиной. – М., 1983.

МЕЖДУНАРОДНОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО В РАЗРАБОТКЕ МАГИСТЕРСКОЙ ПРОГРАММЫ ПО ЭКОЛОГИИ

А.Ю. Слепухин, С.М. Рогачева, Н.А. Шилова Саратовский государственный технический университет,

г.Саратов, Россия

Saratov State Technical University together with the technical universities of Samara, Volgograd, Astrakhan and Kazan participates in the Tempus Project «Advanced M.Sc. Program in Ecology for Volga-Caspian Basin». The basic purpose of the project is to develop the interdisciplinary Master Program in environmental engineering and to introduce it into the educational process in the named institutions. Russian participants were trained in the universities of Stuttgart (Germany), Barcelona (Spain), Warsaw (Poland). As a result the M.Sc. Program “Industrial Ecology of Volga-Caspian Basin” was developed on the base of the Bologna principals and European experience. The programme consists of 5 basic modules: Environmental science, Economic analysis and environmental management, Information technology in environmental management, Environmental pollution and quality control, Technologies and methods of environmental protection. Besides it includes the course of English language, Research Project, Practical Training, Master Thesis. This programme will start in 2012.


459

Вхождение в мировое образовательное пространство и переход на двухуровневую систему высшего профессионального образования выдви-гает задачу гармонизации учебных планов с зарубежными аналогами в рамках Болонского процесса. В этом аспекте принципиально важным является расширение участия российских вузов в международных образовательных сетях и программах сотрудничества. Это особенно актуально для провинциальных вузов, возможности которых более ограни-чены по сравнению со столичными университетами. Так, Саратовский государственный технический университет (СГТУ) входит в такие крупные международные сети, как INEER (международная сеть по инженерному образованию и исследованиям, Нью-Йорк, США) и GUNI (глобальная университетская сеть по инновациям в образовании, Барселона, Испания). В рамках этих объединений проходят регулярные конференции в области инновационных образовательных технологий.

Также весьма эффективным для модернизации образовательного и административного процессов в СГТУ является участие в европейской программе сотрудничества в области образования Темпус-Тасис. За 15 лет действия программы СГТУ выиграл 11 грантов на выполнение совместных проектов с ведущими университетами Германии, Англии, Франции, Шве-ции, Испании, Португалии, Нидерландов и других стран. Знакомство с опытом западных партнеров в области новейших образовательных методик преподавания, разработки учебных планов и их адаптация к российским условиям позволило СГТУ усовершенствовать систему управления универ-ситетом и разработать внутривузовский механизм менеджмента качества образования. Введены в учебный процесс новые образовательные програм-мы бакалавриата и магистратуры по информационным технологиям, ряду экономических и социально-гуманитарных дисциплин. Реформированы системы непрерывного послевузовского образования, разработаны специальные программы совершенствования иностранных языков.

В 2009 году консорциум СГТУ вместе с четырьмя другими техническими университетами Поволжья (Астраханским, Волгоградским, Самарским ГТУ и Казанским ГТУ им. А.Н.Туполева) выиграл грант ТЕМПУС (№159305-TEMPUS-1-2009) «Современная магистерская про-грамма по экологии для Волго-Каспийского региона». В консорциум вошли также соответствующие подразделения университетов Барселоны (Испа-


460

ния), Варшавы (Польша) и Пармы (Италия). В качестве координатора и контрактора проекта выступил Штутгартский университет, Германия.

Основными задачами проекта являются: ознакомление с образова-тельными программами в области охраны окружающей среды в европейс-ких вузах, разработка на основе болонских принципов собственной программы магистерской подготовки и внедрение ее в учебный процесс.

За время работы в проекте преподаватели российских вузов прошли стажировки в университетах Штутгарта, Барселоны и Варшавы. В Штутгарте преподаватели могли не только ознакомиться с учебными планами, содержанием курсов магистратуры экологического профиля и методиками обучения в университете, но и увидеть, как в Германии реализуются проекты по охране окружающей среды. Были проведены экскурсии в институт VEGAS, который занимается проблемами восстанов-ления загрязненных почв и подпочвенного слоя, на электростанцию университета Штутгарта, на которой используются ресурсосберегающие технологии, в компанию EISENMANN, производящую очистные установки и разрабатывающую технологии уничтожения отходов, в аэропорт Штутгарта, на завод компании ДАЙМЛЕР.

Программа стажировки в университете Барселоны была посвящена внедрению Болонских принципов в процесс высшего образования. Активно обсуждались методики обучения, составление заданий для самостоятельной работы студентов, которой в современных бакалаврских и магистерских программах уделяется большое внимание, а также использование в учебной работе информационной среды Moodle. Были проведены экскурсии на объекты, которые строятся с использованием энерго- и ресурсосбере-гающих технологий; в химические и биологические исследовательские лаборатории, на мусороперерабатывающий завод г. Барселоны.

Стажировка в Варшавском университете в основном была посвящена методике проведения учебных практик и научно-исследовательских работ в полевых условиях. Российские преподаватели проживали на полевой станции университета в 240 км от Варшавы (район Мазурских озер), где знакомились с современными методами экологического мониторинга различных природных сред, а также с первичной обработкой собранных образцов. Преподаватели посетили факультеты биологии и химии, ознако-мились с работой учебных и научных лабораторий, на встречах с сотруд-


461

никами университета обсуждались вопросы адаптации учебных планов к двухуровневой системе обучения.

Анализ полученных сведений по организации магистерской подго-товки в европейски вузах позволил российской команде разработать на основе болонских принципов собственную междисциплинарную програм-му «Промышленная экология Волго-Каспийского региона». Программа состоит из 5 основных учебных модулей: «Науки об окружаю-щей среде», «Экономические анализ и экологический менеджмент», «Информационные технологии в экологическом менеджменте», «Загряз-нение окружающей среды и контроль ее качества», «Технологии и методы защиты окружа-ющей среды»; включает курс иностранного языка, научно-исследователь-скую работу, практику, подготовку и защиту магистерской диссертации. В результате тюнинга был разработан учебный план новой программы, полностью удовлетворяющий всем требования ФГОС 3 поколения. Данная программа будет внедрена в учебный процесс российских вузов-участников проекта в 2012г.

Рассматривая эффект развития программы Темпус в российских условиях можно выделить три взаимосвязанных процесса. Во-первых, осуществляется интернационализация учебной работы, которая в ряде случаев привела к инновационным прорывам в образовании, обеспечивших студентов и преподавателей новым диапазоном возможностей. Во-вторых, поездки преподавателей и администраторов вузов в зарубежные партнер-ские университеты предоставляют возможность приобретения и использо-вания новых профессиональных знаний, что во многих случаях имеет прямое влияние на повышение рейтинга российских вузов – участников программы. И, наконец, в-третьих, наблюдается широкое взаимное прони-кновение культур, возникшее в результате кросс-культурного общения, что приводит к росту взаимопонимания прежде различных общественно-политических систем.


462

ОБЗОР НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОМПЛЕКСА УСТАНОВОК ОЧИСТКИ ВОДЫ

ДЛЯ УЧЕБНЫХ И НАУЧНЫХ ЦЕЛЕЙ Т.А. Трифонова, Е.В. Ковалёва Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых,


This article is devoted to research and development complex, which was created for Vladimir state university. The Purpose of the article is to acquaint the reader with composition and purpose of the complex, illuminate its the most significant components.

В рамках правительственной программы поддержки образования для Владимирского государственного университета был спроектирован научно-исследовательский автоматизированный комплекс, который предназначен для проведения лабораторных и научно-исследовательских работ студентами и аспирантами, обучающимися специальностям 03.00.16 – Экология, 05.23.04 – Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов, 05.13.06 – Автоматизация и управление техноло-гическими процессами и производствами. Научно-исследовательский автоматизированный комплекс состоит из серверного персонального компьютера с установленной на нём SCADA-системой, компьютера для использования в учебных целях и шести установок, каждая из которых реализует определённую технологию очистки воды: установки адсорбции и ионного обмена, электрохимических методов очистки, выпаривания и кристаллизации, механических методов очистки, обратного осмоса, ультра-фильтрации. Мембранные модули представлены на фотографии рис. 1.

Каждая технология может применяться на различных стадиях очистки воды, комбинируя представленные технологии, оператор опреде-ляет наиболее эффективный способ очистки воды. Под эффективностью в данном случае понимается требуемое качество очистки, минимальное количество ступеней очистки, стоимость реализации и некоторые другие критерии, предъявляемые в каждом конкретном случае (например, безреагентность очистки – требование, довольно часто предъявляемое на производствах, где применение реагентов взрыво- или пожароопасно,


463

отсутствие жидкого концентрата – имеет место в случаях, когда стоимость сброса жидкого концентрата очень велика и т. п.).

Рис. 1. Модуль ультрафильтрации

Каждая из установок имеет частично или полностью автоматизи-

рованные узлы. Такое разделение позволяет подбирать параметры и режи-мы очистки на модулях, работающих в ручном режиме и корректировать их на модулях, работающих в автоматических режимах. Именно в автомати-ческом режиме системы очистки функционируют в промышленных условиях. Для того, чтобы свести участие оператора в процессе очистки к минимуму, необходимо ещё на этапе проектирования системы выяснить особенности очистки воды в каждом конкретном случае. Исходная вода характеризуется химическими и физическими показателями, даже небольшие вариации этих характеристик могут существенно изменить технологическую схему системы очистки.


464

Заказ промышленным предприятием установки для очистки воды может преследовать несколько целей:

− очистка сточных вод производства до требований СанПин; − очистка воды для возврата в технологический процесс с минимальным

сбросом; − подготовка воды для технологического процесса или питья и т.п.

В зависимости от цели очистки выбираются параметры и их значения, по которым будет оцениваться качество очистки воды. Создан-ные в рамках комплекса модули позволяют контролировать все значимые для процесса очистки воды параметры (такие показатели качества, как электропроводности и мутность, а также давление, расход, температура потоков воды).

Вышеперечисленное говорит о практической полезности лаборатор-ных установок очистки воды для оценки качества проб воды и проектиро-вания промышленных установок. Но сосредоточенность модулей, реализующих большинство известных и применяемых технологий в одной лаборатории, даёт редкую в настоящее время возможность практического обучения студентов и аспирантов основам и тонкостям процессов и аппаратов очистки сточных вод и водоподготовки.

Аппаратное обеспечение лабораторного комплекса не уступает самым современным промышленным решениям, а масштабирование произ-водительности модулей для учебных целей делает их крайне удобными в процессе обучения. Технологическое, силовое оборудование и средства КИПиА подобраны так, чтобы оптимизировать работу студентов и обслуживающего персонала. Так, например, для мембранных установок предусмотрена возможность использования различных мембранных элементов одновременно или по очереди; есть возможность выбора типа механических фильтрующих элементов; способа дозирования реагентов и т. п. Кроме того, все шесть модулей объединены локальной сетью с компьютером, на котором установлена SCADA-система. Описанная органи-зация позволяет удалённо наблюдать за работой всех установок и обраба-тывать получаемые данные. На каждом модуле установлен шкаф управ-ления, на котором смонтирована сенсорная панель оператора. Благодаря локальной визуализации в виде панели, управление процессом очистки становится интуитивно понятным, а сам процесс наглядным. Таким обра-зом можно организовать параллельную работу нескольких групп студентов.


465

Система предоставляет возможность зафиксировать изменения параметров экспериментов во времени. Это позволяет комплексно проанализировать результаты целых экспериментальных сессий, что даёт намного больше информации, нежели анализ отдельных разрозненных данных.

Стоит ещё раз подчеркнуть, что в комплексе представлено несколько стендов, и каждый может работать в нескольких различных режимах, что открывает широкие просторы для творчества, возможность приобрести практические навыки работы с технологическим оборудованием, собрать большой объём экспериментальных данных (чего очень часто не хватает современным студентам).

В состав комплекса входит небольшая лаборатория, где можно готовить исходные растворы и проводить анализы полученных продуктов, что также способствует повышению продуктивности работы студентов. Также частью комплекса является учебный класс, где можно проводить теоретические занятия, и операторская комната, в которой размещены два ПК с доступом в локальную сеть установок.

Таким образом, комплекс предоставляет широкие возможности для обучения и проведения научно-исследовательских работ. Огромный потенциал дальнейшего развития комплекса обусловлен современными технологиями и оборудованием, использованными в каждой установке.


vlsu.rufhe.vlsu.ru/files/ekologia/sbor_erb6.pdfУДК 556 ББК 26.222.5л0 Э 40 Э40...

Documents