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 |

Комплексная оценка антропогенного загрязнения почв территории иркутской области и разработка мероприятий по их восстановлению

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Головнева Татьяна Игоревна

Комплексная оценка антропогенного загрязнения почв территории Иркутской области и разработка мероприятий по их восстановлению

Специальность 25.00.36 – Геоэкология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Иркутск 2010

Диссертация выполнена в ГОУ ВПО

«Иркутский государственный технический университет»

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Мусихина Елена Алексеевна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Фатьянов Альберт Васильевич;

кандидат технических наук, доцент

Иванова Маргарита Александровна

Ведущая организация: Институт геохимии им. А.П. Виноградова

СО РАН, г. Иркутск

Защита состоится «27» апреля 2010 г. в 9 часов на заседании диссертационного совета Д 212.299.02 при Читинском государственном университете по адресу: Чита, ул. Александро-Заводская, 30, зал заседаний ученого совета.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, подписанные и заверенные печатью организации, просим направлять по адресу: 672039, Чита, ул. Александро-Заводская, 30, ЧитГУ, ученому секретарю диссертационного совета Д 212.299.02 Шарапову Н.М.


Факс: (3022) 41-64-44; E-mail: root@ chitgu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Читинский государственный университет».

Автореферат разослан « » марта 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

канд. техн. наук, доцент Н.М.Шарапов

Общая характеристика работы

Актуальность исследования. На протяжении последних десятилетий в Российской Федерации происходили процессы интенсивного промышленного развития и экстенсивной добычи природных ресурсов, которые в связи с использованием устаревших технологий сопровождались существенным негативным воздействием на окружающую среду и накоплением экологичес­кого ущерба.

Значительному антропогенному воздействию подвергаются территории, располагаемые на границах населенных пунктов и на землях промышленности. Наносимый экологический вред оказывает непосредственное влияние на здоровье более чем 60 млн. жителей Российской Федерации, проживающих и работающих в городах.

Комплексная оценка экологического ущерба, накопленного в результате хозяйственной деятельности, до настоящего времени не проводилась, а имеющиеся данные носят фрагментарный характер. В частности, Федеральной службой по технологическому, экологическому и атомному надзору проводились оценочные исследования в Кемеровской и Иркутской областях с целью выработки предложений по ликвидации экологических обременений и реабилитации загрязненных территорий.

В нашей стране данной проблемой в разные годы занимались такие ученые, как В.И. Данилов-Данильян, В.Е. Лотош, А.К.Полищук, П.И. Томаков, Г.В. Коротаев, Г.А Евдокимова, Н.П. Мозгова, И.И.Потапов. При оценке воздействия хозяйственной деятельности на природную среду нашли отражение методы: биогеохимической индикации, разработанный доктором Т.Н. Нижарадзе, гибридной интеллектуальной тестовой распознающей системы, предложенный А.Е. Янковской, а также фрактальная теория пространственно-временных размерностей, сформулированная Ф.Н. Рянским. Однако в трудах перечисленных ученых не учитываются климатические, физико-географические особенности Иркутской области, а также не учитывается фактор времени.

Одной из причин является то, что используемые на практике методики оценки экологического ущерба территориям не учитывают распространение воздействия на периферию окружающего пространства, основаны на использовании пространственных показателей и не учитывают свойства времени. Таким образом, оценка состояния окружающей среды не проводится комплексно и не отражает реальный ущерб, наносимый природной среде и, в частности, почвенному покрову.

Кроме того, используемые методики оценки территорий и экологического ущерба не учитывают распространение воздействия на периферию окружающего пространства, основаны только на использовании пространственных показателей и не учитывают свойства времени.

Таким образом, существующие технологии оценки состояния окружаю­щей среды не проводится комплексно и не отражают реальный ущерб окружающей среде и, в частности, почвам

Цель работы – разработка методики комплексной оценки почв на основе пространственно-временной модели и адаптация ее для определения уровня антропогенного воздействия на почвенный покров территории Иркутской области с учетом химических загрязнений и разработка мер по восстановлению химически загрязненных почв.

Идея работы состоит в том, что комплексная оценка почв должна проводиться с учетом фактора времени и распространения воздействия загрязнений на периферию окружающего пространства, которое заключается в наложении областей загрязнения от источников, находящихся на значительном (20-50 км) расстоянии друг от друга. Повышение качественных характеристик почв достигается почв за счет применения технологии санирования химически загрязненных почв.

Для достижения цели поставлены и решены следующие задачи исследования:

  • покомпонентный анализ антропогенного загрязнения почв Иркутской области;
  • комплексный анализ влияния токсикантов промышленного происхождения на почвенный покров территории Иркутской области;
  • определение границ влияния антропогенных факторов на почвенный покров по пространственно-временной методике;
  • определение экологического ущерба почвенному покрову с учетом фактора времени;
  • выявление зон наложения и определение суммарного воздействия от различных типов токсикантов;
  • выбор оптимальных способов снижения антропогенного загрязнения почв;
  • разработка технологии повышения качественных характеристик химически загрязненных почв.

Объектом исследования являются почвы территории Иркутской области.

Предметом исследования являются методы оценки антропогенного загрязнения почв токсикантами промышленного происхождения, фторидами, пестицидами, нефтепродуктами и твердыми бытовыми отходами.

В качестве методов исследования применялись фрактальный анализ области воздействия (с целью выявления степени устойчивости), системный анализ динамики уровня загрязнений, определение уровня плотности антропогенного воздействия, пространственно-временное моделирование, комплексный анализ антропогенного воздействия на почвы; использовано программное обеспечение: CorelDRAW Graphics Suite X3, Microsoft Office Excel.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Методика комплексной оценки состояния почв, подверженных загрязнениям токсикантами различного происхождения, разработанная на основе временного показателя оценки ущерба земельным ресурсам, позволяю­щая адекватно определить границы, а так же реальную величину антропогенного воздействия на состояние почв.

2. Выявление наличия зон наложения воздействия токсикантов от различных источников, находящихся на значительном (20-50 км) расстоянии друг от друга, в которых наблюдается превышение уровня загрязнений и обоснование целесообразности создания буферных зон с целью исключения кумулятивного эффекта.

3. Повышение качественных характеристик почв на основе технологии санирования разработанной с учетом пространственно-временных особеннос­тей распространения токсикантов в почвенном покрове.

Научная новизна работы заключается в следующем:

  • впервые произведена комплексная оценка загрязнения почв по пространственно-временной методике, позволяющая определить величину и закономерности изменения ущерба с учетом химического загрязнения территорий и временных характеристик;
  • выявлен эффект наложения областей воздействия загрязнений от различных типов объектов (в том числе, локальных), указывающий на повышенное негативное влияние на почвы городов, расположенных на расстоянии 20-50 км друг от друга;
  • установлена зависимость изменения качественных характеристик почв при применении санирующих агентов.

Практическая значимость работы:

  • разработана методика комплексной оценки почв применительно к Иркутской области с возможностью адаптации к другим территориям;
  • предложен метод определения величины ущерба окружающей среде на основе эффекта наложения областей антропогенного воздействия;
  • определена возможность прогнозирования антропогенного загрязнения территорий различного вида токсикантами с целью создания буферных зон;
  • разработанная методика апробирована на фактическом материале в ГУ МЧС России по Иркутской области (акт внедрения технологии комплексной оценки территорий с использованием технических средств от 25 сентября 2008 года);
  • предложена технология санирования почв, определены условия и ограничения ее реализации к влиянию антропогенных факторов на экосистемы различных уровней применительно к территориям Иркутской области.
  • результаты научного исследования могу быть применены в дальнейшем для разработки комплексной оценки антропогенного воздействия на природную среду с целью стабилизации ее состояния.

Апробация результатов научного исследования

Результаты исследования докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях: «Экологические проблемы хранения и использования вторичного сырья» (Лозанна, 1998); Всероссийское совещание по подземным водам Востока России (Новосибирск, 2000); «Геонауки» (Иркутск, 2008); «Проблемы земной цивилизации» (Иркутск, 2008); «Экология и современное образование» (Москва, 2008); круглый стол РАЕ «Вода живая и непостижимая», (Иркутск, 2008); «Успехи современного естествознания» (Москва, 2008); «The global problems of modern human ecology» (Лондон, 2008).

Достоверность и обоснованность выводов подтверждена корректной постановкой задач исследования, использованием современных методов исследований, большим объемом исходных данных и результатами экспери­мен­тальных исследований, проведенных аккредитованной лабораторией, ошибка которых по данным математической обработки составила 5-8 %.

Личный вклад автора заключается в:

- постановке цели, задач исследований, выполнении анализа современного состояния проблемы и путей ее решения;

- усовершенствовании методики и установлении закономерности изменения величины ущерба почвам, выявлении эффекта наложения областей воздействия загрязнений от различных типов объектов, определен характер изменения состояния почвенного покрова и уровень деградации почв под влиянием антропогенных воздействий.

Автор выражает глубокую признательность и благодарность доктору геолого-минералогических наук, заведующему кафедрой А.Г. Дмитриеву за практическое содействие и помощь при выполнении работы; доктору технических наук, профессору Е.В. Зелинской за советы и помощь, оказываемые в процессе выполнения работы; кандидату технических наук, доценту Л.М. Щербаковой за внимание и консультации.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 13 работ, 3 из них – в изданиях, рекомендованных ВАК.

Объем и структура работы диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения; изложена на 131 странице компьютерного текста, имеет библиографический список из 127 наименований, 2 приложения, содержит 24 рисунка и 23 таблицы.

Основное содержание работы


Во введении обосновывается актуальность исследований по теме диссертационной работы, сформулирована цель и дана общая характеристика работы.

В первой главе приводится анализ современных методик оценки антропогенного влияния на почвенный покров. Дана общая характеристика почв и источников воздействия применительно к территории Иркутской области.

Наиболее сильное техногенное загрязнение испытывают почвы вблизи крупных промышленных предприятий, больших городов и транспортных путей. Несмотря на большое количество информации по загрязнениям почв, она разнородна и не оценивает комплексно уровень воздействия токсикантов на состояние почвенного покрова, поскольку применяемые на практике методики не позволяют этого сделать.

Ни одна из известных на сегодня методик не отражает реальный масштаб воздействия, наносимого окружающей природной среде, не позволяет учитывать многофакторность влияния на почвы и разброс во времени, что в свою очередь искажает показатели оценки ущерба, наносимого природной среде.

Таким образом, комплексная оценка почв является весьма актуальной задачей, решение которой позволит адекватно оценить антропогенное влияние на почвенный покров, прогнозировать состояние почв на длительную перспективу и научно обосновать выбор технологии восстановления качественных характеристик почв на основе современных методов.

Во второй главе выполнен анализ антропогенного загрязнения почв территории Иркутской области за последние 15 лет различными типами токсикантов по 22 населенным пунктам Иркутской области, который демонстрирует превышение уровня предельно допустимых концентраций по целому ряду компонентов, таких как свинец, марганец, хром, никель, молибден, олово, ванадий, медь, цинк, ртуть, кобальт, сульфаты, а также по кислотности почв (рН); по загрязнению почв фтористыми соединениями, нефтепродуктами и пестицидами. На основе анализа данных загрязнения произведена комплексная оценка состояния почв территории Иркутской области с учетом фактора времени.

В третьей главе предложена методика комплексной оценки почв территории Иркутской области. Результаты исследования уровня загрязнения почв территории Иркутской области токсикантами показали целесообразность выявления областей совокупного влияния различных источников загрязнения.

Предложен алгоритм анализа наложения областей различных видов токсикантов, позволяющий определить плотность загрязнения почв. Методика оценки показана на примере основных промышленных узлов Иркутской области.

В четвертой главе проведен анализ методов и разработана технология восстановления химически загрязненных почв городов и прилегающих к ним территорий.

В заключении содержатся основные выводы, полученные в ходе выполнения работы.

Основные научные положения, выносимые на защиту, и их обоснование:

    1. Методика комплексной оценки состояния почв, подверженных загрязнениям токсикантами различного происхождения, разработанная на основе временного показателя оценки ущерба земельным ресурсам, позволяющая адекватно определить границы и реальную величину антропогенного воздействия на состояние почв.

Проблема адекватной оценки антропогенного воздействия на природную систему чрезвычайно сложна и многофакторна. В практике экологической деятельности оценка воздействия на окружающую среду подразумевает определение ущерба атмосферному воздуху, водным ресурсам, а ущерб почвам учитывается только опосредованно, через размещение отходов или путем учета механических нарушений земельного покрова. Однако, оценка экологического состояния территорий невозможна без всестороннего учета воздействия на почвы.

Несмотря на большое количество информации по загрязнениям почв, она разнородна и не оценивается комплексно, поскольку применяемые на практике методики не позволяют этого сделать.

Нами был выполнен анализ антропогенного загрязнения почв различными типами токсикантов за последние 15 лет по 22 населенным пунктам Иркутской области, который демонстрирует превышение уровня предельно допустимых концентраций по целому ряду компонентов, таких как свинец, марганец, хром, никель, молибден, олово, ванадий, медь, цинк, ртуть, кобальт, сульфаты, а также по кислотности почв (рН); по загрязнению атмосферных осадков, снежного покрова и почв фтористыми соединениями, нефтепродуктами и пестицидами. Выявлены закономерности воздействия токсикантов на здоровье населения, такие как: убыль населения, отрицательные тенденции естественного прироста, увеличение смертности трудоспособного населении, стабильно высокий показатель младенческой смертности в городах и районах области, превышающий среднероссийский. На основе анализа данных загрязнения произведена комплексная оценка состояния почв территории Иркутской области с учетом фактора времени.

На графиках загрязнения почв городов Ангарска и Усолья-Сибирского (рис. 1) свинцом в период с 1993 по 2007гг. наблюдается уменьшение концентрации свинца в период с 1994 по 1996 гг., связанное со снижением объема производства. С 1998 г. происходит резкое увеличение уровня ПДК свинца, достигающее двукратного в 2003 г., а также:

  • общее содержание токсикантов в почвах Иркутской области, снижающееся в период с 1994 по 1996гг. и имеет устойчивую тенденцию к росту, начиная с 1998 г.;
  • отмечается резкое увеличение концентрации токсикантов в пятикилометровой зоне;
  • распространение загрязнения на периферию окружающего пространства достигает 25 – 32 км, что обуславливает появление зон наложения различных типов воздействия.

 Загрязнение почв свинцом в Ангарске и Усолье-Сибирском в период с 1993 по 2007 гг. -0

Рис. 1. Загрязнение почв свинцом в Ангарске и Усолье-Сибирском

в период с 1993 по 2007 гг.

Кроме того, чрезвычайно загрязнен воздух некоторых городов области, что приводит к дополнительному загрязнению почвенного покрова. Динамика уровня загрязнения атмосферного воздуха (показатель индекса загрязнения атмосферы) на примере города Ангарска представлена в таблице 1. Выбросы различных загрязняющих атмосферу веществ (токсикантов) и образование твердых отходов представлены в табл. 2.

Таблица 1

Динамика индекса загрязнения атмосферы в Ангарске

Год 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
ИЗА 10,06 8,27 8,62 10,05 13,05 8,41 12,85 14,42 15,30


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.