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 | 4 | 5 |   ...   | 7 |

КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА ТЕХНОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ НА ОКРУЖАЮЩУЮ ПРИРОДНУЮ СРЕДУ ЦЕНТРА ЕВРОПЕЙСКОЙ РОССИИ (теория, методология,

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Груздев Владимир Станиславович

КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА ТЕХНОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ НА ОКРУЖАЮЩУЮ ПРИРОДНУЮ СРЕДУ ЦЕНТРА ЕВРОПЕЙСКОЙ РОССИИ

(теория, методология, практика)

Специальность: 25.00.36 – Геоэкология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора географических наук

Москва 2010

Работа выполнена в ФГОУ ВПО Государственном университете по землеустройству

Официальные оппоненты:

Разяпов Анвар Закирович;

Доктор технических наук,

профессор Национального исследовательского

технологического университета (МИСиС);

Коронкевич Николай Иванович
Зав. лабораторией в ИГРАН;

Кузьмина Жанна Вадимовна, доктор

географических наук; ведущий научный

сотрудник ИВП РАН.

Ведущая организация: Московский Государственный областной университет

Защита диссертации состоится «_____»_____________2010 г в _____ часов на заседании диссертационного совета Д 220. 025. 03 при ФГОУ ВПО Государственном университете по землеустройству по адресу: 105064, г. Москва, ул. Казакова 15, ГУЗ (конференц-зал), тел. (499)-261-31-46, факс. (499)-261-95-45

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного университета по землеустройству.

Автореферат разослан и размещен на сайте ВАК

«_____»_____________2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

к.г.н., доцент Т.А. Соколова

Актуальность темы. Черная металлургия является одним из основных загрязнителей окружающей природной среды (ОПС) во многих городах России и мира. Наибольший вред ОПС приносят техногенные выбросы от предприятий черной металлургии. Негативное воздействие на ОПС оказывает также складирование отходов производства и сброс отработанных вод. В результате длительного поступления в ОПС техногенных выбросов почвы прилегающих к предприятиям территорий все больше накапливают тяжелых металлов (ТМ) и других загрязняющих веществ (ЗВ). Выбрасываемая пыль содержит значительное количество кальция и магния, и её поступление в почву приводит к увеличению рН почвы до 7,2-8,3, особенно, на черноземах. Масштабы изменения ОПС в зоне действия предприятий черной металлургии зависят не только от состава и объема техногенных выбросов, но и от положения предприятия в определенной природной зоне и подзоне. По данным Росгидромета к чрезвычайно опасной категории загрязнения ТМ отнесено 0,5 % населенных пунктов России, к опасной категории – 3,7 %, к умеренно опасной – 10 %. Объекты нашего исследования («Северсталь», «Электросталь», «Косогорский металлургический комбинат «, «Новолипецкий металлургический комбинат» и другие отнесены к умеренно опасной зоне загрязнения. Накопление загрязнений оказывает негативное воздействие не только на состояние ОПС, но и здоровье населения.

Масштабы и характер загрязнения ОПС предприятиями металлургического комплекса связаны с уровнем применяемых технологий, их экологичностью, качеством и количеством используемого сырья, объемом и составом выбросов, сбросов и твердых отходов, географическим положением предприятий, характером рассеивания загрязнений и влиянием на ландшафты, экосистемы и их компоненты.

Необходимость улучшения состояния ОПС делает актуальным исследование и оценку техногенного воздействия черной металлургии на ландшафты природных зон и поиск путей оптимизации состояния ОПС в регионах с черной металлургией. При этом очень важна оценка влияния на ОПС внедрения новых технологий, что позволит оптимизировать стратегию и тактику природоохранной деятельности с учетом зонального и регионального положения предприятий черной металлургии.

Цель и задачи исследования.

Цель исследования:

- на основе комплексного, регионального подхода провести исследование и оценку техногенного воздействия предприятий черной металлургии на окружающую природную среду центра Европейской России и дать практические рекомендации оптимизации состояния ОПС.

Соответственно с целью были поставлены и выполнены следующие задачи:

- выявить объемы, состав, структуру и рассеивание загрязнений от предприятий черной металлургии;

- провести сравнительный анализ природных условий и выявить воздействие выбросов и сбросов предприятий черной металлургии на компоненты ОПС лесной и лесостепной зон центра Европейской России: атмосферу, почвы, воды, растительность;

- выявить сообщества и виды-биоиндикаторы техногенного воздействия на окружающую природную среду лесной и лесостепной зон центра Европейской России;

- определить основные тенденции в динамике растительности и почв под влиянием техногенного воздействия предприятий черной металлургии в лесной и лесостепной зонах;

- на основе применения биоиндикации и химического мониторинга определить зоны влияния техногенных выбросов черной металлургии;

- выявить виды технологий, применяемых в производстве проката черных металлов, сравнить их влияние на ОПС и модификации технологии, предложенной автором;

- провести экологическую оценку влияния внедрения новых технологий в производстве проката черных металлов на состояние ОПС и здоровье работников производства;

- разработать практические рекомендации по оптимизации природопользования в лесной и лесостепной зонах в условиях техногенного воздействия предприятий черной металлургии.

Научная новизна.

Разработана и обоснована концепция зонально-провинциального проявления техногенного воздействия черной металлургии на ОПС природных зон, подзон и провинций. Показано, что ответная реакция ландшафтов и их компонентов на техногенное загрязнение зависит не только от объема и состава последних, но также от положения ландшафта в природной зоне, подзоне и провинции и от исходных параметров почвенного и растительного покровов, что определяет характер мероприятий по санации техногенно загрязненных почв, их использованию, внедрению мероприятий по улучшению состава растительного покрова и почв.

В результате проведенных комплексных исследований, включающих изучение почв и растительности на ключевых участках, химические анализы образцов почв и растений, биоиндикацию и биотестирование автором получены новые результаты по воздействию техногенного загрязнения от предприятий черной металлургии на почвы, воды, атмосферу и растительность лесной и лесостепной зон центра Европейской России. Выявлена динамика почв, луговых и лесных сообществ в подзонах лесной и лесостепной зон центра Европейской России, а также под совместным влиянием подтопления и техногенных выбросов от черной металлургии в водоохранной зоне северо-восточной части Рыбинского водохранилища. Проведена оценка биоразнообразия в основных растительных сообществах и выявлены тенденции его изменения в условиях техногенного воздействия. Разработаны экологические шкалы устойчивости луговых и лесных видов к воздействию техногенного загрязнения. Оценен вклад новых технологий проката черных металлов, разработанных с участием автора, в охрану окружающей среды и здоровья населения.

Теоретической и методологической основой работы послужили идеи и принципы концептуального, регионального комплексного подхода к изучению окружающей природной среды и её изменения в условиях техногенного воздействия. В процессе исследований нами были проанализированы и учтены результаты исследований ученых институтов Глобального климата и экологии Росгидромета РАН, Геоэкологии РАН, МГУ имени М.В.Ломоносова и др. Учтены результаты исследований по влиянию техногенных выбросов на ОС М.А.Глазовской, В.Г.Заиканова, А.В.Хабарова, Е.А.Афанасьева, Э.Ю.Безуглой, Т.В.Звонковой, Н.И.Коронкевича, Н.М.Чернавской и др.

Теоретическая и практическая значимость.

В диссертации обоснована концепция зонально-провинциального проявления техногенного воздействия черной металлургии на ОПС, развиваются вопросы методики мониторинга динамики почв и растительности при совместном влиянии подтопления, рекреации и техногенного воздействия. Анализируются пути миграции и аккумуляции загрязняющих веществ и, в соответствии с этим, даются практические рекомендации по оптимизации природопользования в данных условиях. Обоснованы методические приемы применения для выявления техногенного загрязнения и токсичности почв биоиндикации и биотестирования. Выявлены растения гипераккумуляторы тяжелых металлов (ТМ) и растения биоиндикаторы техногенного воздействия. Важное значение для практики имеют разработанные автором экологические шкалы устойчивости луговых и лесных видов к техногенному воздействию, а также рекомендации по созданию санитарно-защитных зон предприятий.

Разработки автора применяются на кафедре земледелия и растениеводства Государственного университета по землеустройству при преподавании дисциплин: агроландшафтное земледелие, растениеводство, агроэкологические основы использования сельскохозяйственных машин, а также при организации научно-исследовательской работы студентов. Монография В.С.Груздева «Биоиндикация состояния окружающей среды» используется в университете в качестве учебного пособия.

Технологические и конструкторские разработки по оптимизации технологии проката черных металлов, созданные с участием автора, использованы при выдаче технического задания на реконструкцию цеха стальных фасонных профилей Омутнинского металлургического завода.

Основные защищаемые положения.

- Концепция зонально-провинциального проявления техногенного воздействия от предприятий черной металлургии на состояние окружающей природной среды. Устойчивость экосистем лесной и лесостепной зон к техногенному воздействию зависит от их состава, структуры и географического положения в природной зоне, подзоне и регионе;

- Наибольшее влияние на состояние окружающей среды в зоне влияния предприятий черной металлургии оказывают техногенные выбросы, содержащие газообразные и твердые вещества (пыль). Газообразные выбросы наиболее негативно влияют на состояние растительности. Особенно неблагоприятно влияют выбросы SO2, NО2, NO, что проявляется у вегетирующих растений в появлении на листьях участков хлороза и некроза и снижает годичные приросты в среднем в 1,5 раза. На почвы наибольшее влияние оказывает техногенная пыль.

- Зональные особенности техногенного воздействия предприятий черной металлургии на ландшафты природных зон и подзон зависят от реакции почвенного раствора зональных почв, содержания в почве гумуса и обменных оснований, а также от флористического состава исходных растительных сообществ;

- Масштабы и характер техногенного воздействия предприятий черной металлургии на ландшафты природных зон и подзон, а также границы зон техногенного воздействия выявляются на основе учета химического состава почв и растений, а также при помощи растительных сообществ, растений-биоиндикаторов и при помощи биотестирования;

- Для природных зон и подзон, а также для зон техногенного воздействия выбросов предприятий черной металлургии характерен свой набор биоиндиаторных растительных сообществ и растений-биоиндикаторов;

- Мероприятия по санированию и использованию в народном хозяйстве техногенно загрязненных почв имеют зональные особенности, связанные не только с составом и объемом техногенных загрязнений, но также с особенностями их миграции, аккумуляции и превращений в ландшафтах природных зон и подзон.

Апробация работы.

Результаты работы докладывались на семинарах в Университете стали и сплавов, на экологических семинарах в Госуниверситете по землеустройству и на нескольких научных и научно-практических конференциях (Горки, 2002, 2004; Тверь, 2005; Москва. 1993, 2002, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009; и др.).

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 2 монографии, одна из которых в соавторстве, 38 статей и тезисов. В журналах рекомендованных ВАК опубликовано 24 статьи.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, семи глав, практических рекомендаций, заключения, библиографического списка и приложений. Основное содержание диссертации изложено на 300 страницах компьютерного текста, плюс – библиографический список и приложения. В диссертацию включено 108 таблиц, 20 фотографий, 16 рисунков и 26 приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Исследования воздействия предприятий черной металлургии на ОПС проводились в подзонах средней и южной тайги и подзоне широколиственно-хвойных лесов лесной зоны в пределах Вологодской, Кировской и Московской областей, а также в лесостепной зоне, в подзонах северной и южной лесостепи, в Тульской и Липецкой областях Российской Федерации.

Проведенный сравнительный анализ показал постепенное изменение при движении с севера на юг климата, почв и растительности (табл. 1, 2), что предопределило разные ответные реакции почв и растительности природных подзон и провинций на техногенное воздействие черной металлургии. Проведено исследование воздействие на ОПС комбината «Северсталь», расположенного в г. Череповец Вологодской области, Омутнинского металлургического завода в Кировской области, завода «Электросталь в Московской области, Косогорского металлургического завода и комбината Тула-чермет в Тульской области и Ново-Липецкого металлургического комбината в Липецкой области. Теоретической основой такого выбора металлургической предприятий явилась разработанная нами концепция зонально-провинциального проявления техногенного воздействия металлургических предприятий на ОПС.

Таблица 1.

Сравнительная характеристика климатически параметров для изучаемых областей лесной и лесостепной зон ЕТС

Название области Характеристика климата Осадки мм/год Средняя t°C в июле Средняя t°C в январе Продолжите льность вегетационного периода, дни
1. Вологодская Умеренно-континентальный 550-600 +17 °, +18° -11°, -14° 120-130
2. Кировская Континентальный 400-450 +17°, +19° -14°, -16° 100-140
3. Московская Умеренно- континентальный 500-650 +17°, +18° -10°, -11° 130-140
4. Тульская Умеренно-континентальный 500-550 +18,6° -9,8° 140-145
5. Липецкая Умеренно-континентальный 500-520 +20, +20,4° -10, -10,4° 180-190

В процессе исследования была проанализирована имеющаяся по данной тематике литература, а также некоторые фондовые и картографические материалы. Были проанализированы данные по изменению состояния ОПС с момента открытия металлургических комбинатов по настоящее время. Учтены обобщения, сделанные в 1992 году А.В.Герасимовым и В.А.Федоровым. Проведено сравнение полученных нами показателей состояния ОПС с состоянием её в 1992 году и ранее и выявлены основные тенденции в динамике ландшафтов и их компонентов в условиях техногенного воздействия. На местности проведены маршрутно-ключевые исследования с изучением почв и растительности на разном удалении от источников загрязнения. Пробные площади закладывались вблизи комбинатов, на расстоянии 0,5 км, 1 км, 2, 5, 12, 15, 20, 30, 50 км и далее.

Таблица 2.

Сравнительная характеристика параметров рельефа, почв и растительности областей с черной металлургией

Область Природная зона Природная подзона Рельеф Почвы, рН Зональная растительность, % лесистости
Вологодская Лесная Средняя тайга Холмистая равнина Подзолистые, болотно-подзолистые, рН 4,5-5,5 Еловые, реже сосновые зеленомошные и сфагновые леса, лесистость до 80%
Южная тайга Холмисто-увалистый Дерново-средне подзолистые, рН 5,0-6,0 Березовые, осиновые, реже еловые зеленомошно-кустарничковые леса. Лесистость 10-30%

Киров ская Лесная Средняя тайга Увалисто-холмистый Подзолистые, болотно-подзолистые рН 4,5-5.0 Елово-пихтовые моховые и зеленомошно-кустарничковые леса. Лесистость более 80%

Южная тайга Увалисто-холмистая равнина полого наклоненная на юг Дерново-средне подзолистые, рН 5,0-6,0 Смешанные елово-пихтово-осиново-березовые зеленомошно-кустарничковые леса. Лесистость 10-30%

Московская Лесная Подзона широколиственно-хвойных лесов Равнинный Дерново-слабо подзолистые, рН 5,0-6,5 Еловые, сосновые и широколиственнохвойные зеленомошно-кустарничко-вые и травяные леса. Лесистость более 40%

Тульская Лесостепная Северная лесостепь с широколиственными лесами Расчлененная равнина, на севере области – волнистая равнина Серые лесные – на севере области, на юге имеются серые лесные почвы и оподзоленные черноземы, рН 5,5-6,8 Широколиственные липовые и дубовые снытевые, пролесниковые, зеленчуковые леса. Лесистость 14%

Липец кая Лесостепная Южная лесостепь с луговыми степями Расчлененная возвышенная равнина Черноземы оподзоленные, выщелоченные и типичные, рН 6,6-7,2 Луговые степи, почти полностью распаханы. Участки целинных степей сохраняются в заповедниках. Лесистость 7%


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |
 





 
© 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.