авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |

Оценка органического и биогенного загрязнения рек курской области для гидроэкологического нормирования

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

СОЛОВЬЕВА Юлиана Александровна

ОЦЕНКА ОРГАНИЧЕСКОГО И БИОГЕННОГО

ЗАГРЯЗНЕНИЯ РЕК КУРСКОЙ ОБЛАСТИ

ДЛЯ ГИДРОЭКОЛОГИЧЕСКОГО НОРМИРОВАНИЯ

25.00.27 – гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата географических наук

Воронеж 2010

Диссертационная работа выполнена на кафедре физической географии и геоэкологии Курского государственного университета

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Кумани Михаил Владимирович

Официальные оппоненты: доктор географических наук, профессор

Мишон Виталий Михайлович

кандидат географических наук

Дегтярь Александр Владимирович

Ведущая организация: географический факультет Московского

государственного университета

им. М.В. Ломоносова

Защита состоится «15» июня 2010 года в 13.00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.036.02 при Воронежском государственном педагогическом университете по адресу: 394043, г. Воронеж, ул. Ленина, д. 86, ауд. 408.

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки Воронежского государственного педагогического университета.

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, заверенных печатью) просим направлять по адресу: 394043, г. Воронеж, ул. Ленина, д. 86, ВГПУ, естественно-географический факультет, ученому секретарю диссертационного совета ДМ 212.036.02.

Тел., факс: 8 (4732) 55-19-49. E-mail: shmykov@vspu.ac.ru

Автореферат разослан «___» мая 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, Шмыков В.И.

кандидат географических наук,

доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. В связи с осознанным и разносторонним включением России в мировую концепцию устойчивого развития, происходит совершенствование экологического нормирования уровней воздействия на различные компоненты природных комплексов, в том числе на водные ресурсы. Для нормирования воздействия различных водопотребителей, особенно в процессе отведения сточных вод в поверхностные водные объекты, очень важно соблюсти баланс между природоохранными требованиями и сохранением функционирования предприятий. С этой точки зрения многие ученые (Дмитриев В.В., Фрумин Г.Т., 2000, 2004; Волков И.В. с соавт., 1993, 1996) говорят о необходимости использования при нормировании сбросов загрязняющих веществ региональных, или даже бассейновых характеристик гидрохимического режима водных объектов. В то же время существующие ПДК для водоемов хозяйственно-питьевого и рыбохозяйственного назначения едины для всей территории РФ, вне зависимости от условий формирования водных ресурсов и их гидрохимического режима.

В настоящее время в Курской области накоплен огромный объем гидрохимической информации на сети Росгидромета, в организациях Министерства природных ресурсов, у водопользователей, выполняющих предписанный им программой мониторинг. Поэтому крайне необходим глубокий всесторонний анализ всей базы данных вне зависимости от ее ведомственной принадлежности с целью выявления региональных закономерностей формирования гидрохимического режима. Предприятиям-водопользователям необходимо учитывать результаты анализа органического и биогенного загрязнения рек для оптимизации использования водных ресурсов, водоотведения и системы мониторинга поверхностных вод.

Цель работы – оценка гидрохимического режима поверхностных вод при различных уровнях антропогенных воздействий на примере рек Курской области для усовершенствования систем мониторинга и нормирования хозяйственного воздействия на качество вод в целях охраны и рационального использования водных ресурсов территории.

Для достижения этой цели решались следующие задачи:

– анализ существующих методов оценки загрязнения поверхностных вод;

– определение условий формирования гидрологического и гидрохимического режима рек Курской области;

– сбор, анализ и статистическая обработка данных многолетних наблюдений за гидрологическими и гидрохимическими показателями водных объектов исследуемой территории;

– анализ сезонного режима и многолетней динамики содержания биогенных и органических веществ в реках Курской области;

– выявление источников поступления и накопления органических и биогенных веществ в водных объектах в различных природно-хозяйственных условиях в разные фазы гидрологического режима;

– установление связи многолетней динамики содержания растворенных органических и биогенных веществ в реках с изменениями основных показателей сельскохозяйственного и промышленного производства на водосборной территории;

– разработка рекомендаций по оптимизации системы водопользования, ведения мониторинга гидрохимического состояния водных объектов и качества поверхностных вод.

Объект исследования – реки Курской области.

Предмет исследования – природные факторы, хозяйственная деятельность и внутриводоемные процессы, влияющие на гидрохимический режим рек.

Основные положения работы, выносимые на защиту:

1. Методика исследования органического и биогенного стока рек в условиях антропогенного воздействия на поверхностные воды.

2. Результаты изучения условий формирования органического и биогенного стока веществ и его влияния на качество поверхностных вод.

3. Оценка сезонной динамики содержания растворенных органических и биогенных веществ в реках Курской области.

4. Оценка многолетней динамики содержания растворенных органических и биогенных веществ в реках при разных уровнях сельскохозяйственного и промышленного производства в Курской области.

5. Применение выявленных закономерностей для рациональной организации системы водопользования, мониторинга и оптимизации расчета фоновых концентраций и нормативов допустимых сбросов (НДС).

Теоретическая и методологическая база исследований

Методологической основой исследования является бассейновая концепция. Исследование базируется на разработках ведущих отечественных школ и их представителей в области гидрологии, гидрохимии, бассейноведения, ландшафтоведения, эрозиоведения, геоэкологии, инженерной гидрологии.

Результаты исследований О.А. Алекина, А.М. Никанорова, Ф.Н. Милькова, Н.И. Маккавеева, Н.И. Коронкевича, С.В. Ясинского, Г.Т. Фрумина, В.В. Дмитриева, Н.И. Алексеевского, Л.Ф. Литвина, Р.С. Чалова, В.П. Герасименко, И.А. Шикломанова, В.И Сметанина, Б.И. Кочурова, Н.И. Хрисанова, Г.К. Осипова и других ученых определили выбор методов исследования автора.

При выделении бассейнов рек и оценке их влияния на сток органических и биогенных веществ использованы научные подходы Л.М. Корытного, В.М. Смольянинова, Г.М. Черногаевой и др.

Исходные материалы и методы исследования

В основу работы положены результаты полевых исследований автора (2004-2007 гг.), многолетних наблюдений за состоянием поверхностных вод Федеральной сети наблюдений ГСН Росгидромета, территориального центра «Курскгеомониторинг», многолетних наблюдений за состоянием поверхностных вод, проводимых МУП «Горводоканал» г. Железногорска и МУП «Горводоканал» г. Курчатова и учеными КГУ, а также опубликованные источники по данной теме.

В работе использовались гидрохимические наблюдения за период с 1991 по 2008 годы включительно, проводившиеся в более 50 створах; было проанализировано более 1500 проб по 10 показателям и ингредиентам.

В ходе работы применялись традиционные методы географических исследований: полевых исследований, географо-гидрологический, бассейновый подход, сравнительно-описательный, математико-статистический. При этом были использованы программные средства Статистика (версия 7), MS Excel.

Научная новизна

Впервые для рек Курской области детально исследована сезонная и многолетняя динамика содержания растворенных органических и биогенных веществ при разных уровнях сельскохозяйственного и промышленного производства. Проанализированы взаимосвязи органических и биогенных загрязнителей между собой, выявлены источники их поступления в водные объекты изучаемой территории.

Личный вклад

Автор определяла цели и задачи, методы исследования, использованные в работе, принимала участие в полевых работах, сборе и систематизации фактических данных с применением программных продуктов. Ею выполнен анализ полученных результатов, разработаны рекомендации по ведению мониторинга поверхностных вод, расчетов нормативов допустимых сбросов для предприятий-водопользователей.

Практическое значение работы

Данные, полученные в результате исследований, внедрены при разработке НДС для различных предприятий области, уточнены фоновые характеристики загрязняющих веществ для водоемов – приемников сточных вод (имеется справка о внедрении). Результаты работы были использованы в учебном процессе в Курском государственном университете при разработке практических и лекционных занятий по курсам «Экологическое проектирование и экспертиза», «Геоэкология и рациональное природопользование», «География Курской области» (имеется справка о внедрении).

Апробация работы

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на всероссийских конференциях молодых учёных «Общие и прикладные вопросы эрозионных и русловых процессов» (Волгоград, 2006 г., Курск, 2008 г.), на VIII Региональной научно-практической конференции РГНФ (Курск, 2006 г.), на Двадцать первом межвузовском координационном совещании по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов (Чебоксары, 2006 г.), на Десятом международном симпозиуме по речным наносам (Москва, 2007 г.), на Международной научно-практической конференции «Геоэкологические исследования и их отражение в географическом образовании» (Курск, 2007 г.), на Международной конференции «Месторождения природного и техногенного сырья: геология, геохимия, геохимические и геофизические методы поиска, экологическая геология» (Воронеж, 2008 г.), на Международной научно-практической конференции «Экологическая геология: научно-практические, медицинские и экономико-правовые аспекты» (Воронеж, 2009 г.) на IX Всероссийской и V Международной конференции «Теория и практика экологического страхования: региональный фактор» (Курск, 2009).

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 11 работ, из которых 3 в изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Список литературы включает 154 наименования, из них 7 на иностранном языке. Работа изложена на 180 страницах, включает 40 рисунков, 9 таблиц и 5 приложений.

Защищаемые положения

1. Методика исследования органического и биогенного стока рек в условиях антропогенного воздействия на поверхностные воды

Ведущими специалистами географами, гидрологами, гидроэкологами (Алекин, Никаноров, Жердев, Волков, Дмитриев, Фрумин, Коронкевич, Зайцева, Ясинский, Алексеевский, Литвин, Петин, Кумани, Смольянинов, 1980-2009, и др.) разработаны методы изучения антропогенных воздействий на поверхностные воды, дана оценка вклада различных источников в загрязнение вод, разработаны критерии качества поверхностных вод. Проведенный анализ литературных источников позволил реализовать методику исследования органического и биогенного загрязнения рек Курской области, базирующуюся на неразрывной связи качества вод с характером антропогенной нагрузки на водосборной территории и учетом особенностей гидрологического режима рек (рис. 1). В исследовании применялись географо-гидрологические, статистические и сравнительные методы, позволившие выявить генезис загрязнений, сезонную и многолетнюю динамику концентраций растворенных органических и биогенных веществ.

Система оценки качества природных вод, действующая на данный момент в Российской Федерации и, в частности, в Курской области, имеет определенные недостатки. Предоставляемая гидрохимическая информация сравнивается с нормативами предельно допустимых концентраций (ПДК) растворенных в воде веществ, едиными для всей России, и выражается в форме гидрохимических индексов, которые часто приводят к простому усреднению, не достаточно объективно отражая при этом истинную гидроэкологическую обстановку. Поэтому в методике исследования автора основной упор делается на использование значений фоновых концентраций растворенных загрязняющих веществ для гидроэкологического нормирования.

Объекты

мониторинга

Исходные

данные

Методы

изучения

и анализа

Использование

результатов

исследования

Рис.1. Методика исследования органического и биогенного стока рек в условиях антропогенного воздействия на поверхностные воды

2. Результаты изучения условий формирования органического и биогенного стока веществ и его влияния на качество поверхностных вод

Курская область расположена на юго-восточных склонах Среднерусской возвышенности в пределах лесостепной зоны. Западная часть ее территории находится в бассейне Днепра (79% площади), восточная – в бассейне Дона.

Геологические условия на территории области благоприятны для инфильтрации атмосферных осадков и талых вод, которые формируют верхние водоносные горизонты, а структура рельефообразующих и материнских пород способствует обогащению вод ионами кальция, железа, меди, гидрокарбонат-ионом.

Расчлененность рельефа способствует быстрому поступлению атмосферных осадков в реки и развитию эрозии почв. Однако при этом могут ухудшаться условия питания подземных вод. Таким образом, эрозионно-опасный рельеф способствует увеличению ливневого и половодного стока рек и обогащению поверхностных вод взвешенными веществами органического и биогенного происхождения.

По количеству выпадающих осадков Курская область относится к умеренно-влажной зоне. Годовые суммы осадков имеют общую тенденцию к уменьшению с северо-запада (550-600 мм) на юго-восток (480-500 мм). Большая часть осадков (60-80%) выпадает в весенне-летний период. Среднегодовая сумма испарения с суши изменяется от 480 до 655 мм/год, максимум испарения наблюдается в июле-августе, минимум – в декабре-январе. Летние осадки выпадают неравномерно и часто носят ливневый характер.

На территории Курской области преобладают черноземы (61,4%), которые наиболее богаты гумусом среди всех типов почв. Поэтому их смыв способствует попаданию в реки веществ органического происхождения. Серые лесные почвы распространены на северо-западе области и занимают 19,7% от площади всех почв.

Леса Курской области при низком показателе лесистости 8% не могут выступать в качестве мощного почвозащитного и водоохранного фактора.

Хотя речная сеть в Курской области довольно развита, через ее территорию не протекают многоводные реки. К категории «больших» относятся 2 реки (Сейм, Псел), К категории «средних» – 6 (Свапа, Тускарь, Оскол, Тим, Кшень, Олым). 99,1% от количества всех водотоков относятся к категории «мельчайших», «самых малых» и «малых» и составляют 82,6% общей протяженности речной сети области. Особенностью гидрологического режима рек является то, что на период половодья приходится более 70% общего годового стока. На этот же период приходится более 80% твердого стока. Как следствие, в реки за период половодья поступает большое количество загрязняющих веществ с водосборной территории, и прежде всего это вещества биогенного и органического происхождения.

Курская область – аграрный регион Черноземья, и пашня на ее территории занимает 60-80% от площади водосбора рек. Поступление в реки органических остатков и биогенных веществ происходит в результате водно-эрозионных процессов на пашне в период весеннего половодья и ливневых паводков. Существенный вклад в загрязнение органикой и биогенами вносит выпас крупного рогатого скота, размещение его летних лагерей и животноводческих комплексов в поймах рек.

В Курской области поверхностные воды подвергаются значительному антропогенному воздействию на территории Курского, Курчатовского и Железногорского промышленных ареалов. Основные источники поступления органических и биогенных веществ – сточные воды очистных сооружений и сток с урбанизированных территорий. В Железногорском промышленном ареале к этому добавляется сброс дренажных вод из карьера и с отвалов Михайловского горно-обогатительного комбината.

На территории промышленных ареалов подземные воды первых от поверхности горизонтов подвергаются загрязнению нефтепродуктами, аммонийным азотом, фенолами и др. веществами органического и биогенного происхождения. Загрязнение может проникать в поверхностные воды в меженные периоды, когда возрастает доля грунтового питания.

В Курском промышленном ареале загрязнению подвергаются реки Сейм, Тускарь и Кур. Но уже в фоновых створах для г. Курска ПДК по некоторым показателям органического и биогенного загрязнения превышены (табл. 1, рис. 2).

Таблица 1

Органические и биогенные вещества за 2008 год в фоновых и контрольных створах для г. Курска



Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.