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 |

Атмосферного воздухаприволжского федерального округа

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Семакина АлсуВалерьевна

КАРТОГРАФИРОВАНИЕЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХАПРИВОЛЖСКОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО ОКРУГА

Специальность 25.00.36–геоэкология

Автореферат

диссертации насоискание ученой степени

кандидатагеографических наук

Казань - 2012

Работа выполнена накафедре природопользования игеоэкологического картографированиягеографического факультета ФГБОУ ВПО«Удмуртский государственныйуниверситет».

Научныйруководитель:

докторгеографических наук, профессор

Стурман ВладимирИцхакович

Официальные оппоненты:

докторхимических наук, профессор

Тунакова ЮлияАлексеевна

кандидат географическихнаук, доцент

Петухова ЛарисаНиколаевна

Ведущаяорганизация:

ФГБОУВПО «Пермский государственныйнациональный

исследовательскийуниверситет»

Защита диссертациисостоится 17 мая 2012 г. в 1500 на заседаниидиссертационного совета Д.212.081.20 вКазанском (Приволжском) федеральномуниверситете по адресу: 420008, г. Казань, ул.Кремлевская, 18, корп. 2, ауд. 1211.

С диссертацией можноознакомиться в Научной библиотеке им. Н.И.Лобачевского ФГАОУ ВПО «Казанский(Приволжский) федеральный университет».

Авторефератразослан «_____» _______________________ 2012 г.

Отзывы на автореферат вдвух экземплярах, заверенные печатьюучреждения, просим отправлять поуказанному адресу ученому секретарюдиссертационного совета.

Ученый секретарьдиссертационного совета,

кандидатгеографических наук, доцент Хабутдинов Ю.Г.

ОБЩАЯХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальностьтемы. Важнаяроль экологических факторов в современнойэкономике и политике порождаетпотребность в корректном и адекватномпредставлении соответствующей информации.Поскольку все экологические проблемынеотделимы от территорий, на которых онитак или иначе проявляются, ихконструктивное обсуждение и решениеневозможно без соответствующихкартографических материалов.

Атмосферный воздухсреди компонентов окружающей средыхарактеризуется наибольшей динамичностьюи в то же время наибольшей степеньювоздействия на состояние здоровьянаселения. Особенности состоянияатмосферного воздуха регионального уровнявыявляются путем математическогомоделирования процессов переносазагрязняющих веществ в приземном слое, ссопоставлением измеренных и расчетныхконцентраций и (при необходимости)корректировкой расчетных методик имоделей. Отработка методикиколичественного картографированияэкологической обстановки в крупном,экономически развитом районе пока не имеетаналогов и является одной из задач даннойработы.

Исследованиепространственного распределенияхарактеристик загрязнения воздушной средысоответствуют пункту «Рациональноеприродопользование» Приоритетных направлений развитиянауки, технологий и техники РоссийскойФедерации, а также пункту «Технологиимониторинга и прогнозирования состоянияатмосферы и гидросферы» Перечнякритических технологий РоссийскойФедерации (Утверждены ПрезидентомРоссийской Федерации 21 мая 2006 г.Пр-842).

Определениекачественных и количественных показателейсостояния воздушного бассейна крупногорегиона России послужит базой для выработки основных направленийполитики в области охраны здоровьянаселения на региональном и местномуровнях в целях снижению неблагоприятноговлияния техногенных факторов на население,что отвечает требованиям Стратегиинациональной безопасности РоссийскойФедерации до 2020 г., утвержденной УказомПрезидента РФ №537 от 12 мая 2009 г.

Объектомисследованиядиссертационной работы являетсяатмосферный воздух территорииПриволжского федерального округа РФ(ПФО).

Предметисследования – пространственноераспределение характеристик загрязненияатмосферного воздуха территорииПФО.

Цель и задачиисследования. Цельюдиссертационного исследования являетсявыявление и анализ тенденцийпространственного распределенияпоказателей качества атмосферного воздухатерритории ПФО. Эта цель достигается путемрешения следующих задач:

- анализ предшествующихисследований и выбор методов и моделеймелкомасштабного картографированияпоказателей качества атмосферноговоздуха, наиболее отвечающих целиисследования;

- формирование базыданных по источникам загрязненияатмосферного воздуха территорииПФО;

- моделированиепроцессов переноса загрязняющих веществ исоставление карты загрязненияатмосферного воздуха территорииПФО;

- исследование структурыатмосферных выбросов и условий ихрассеяния на территории ПФО.

Исходная информация иметодологическая основа.В работе использованы данныегосударственного учета источниковзагрязнения атмосферного воздуха ПФО иприлегающих территорий и материалыгосударственного мониторинга состоянияатмосферного воздуха. В общем виде вкачестве источников загрязнения былоучтено 139 населенных пунктов, расчет былвыполнен для 12450 точек. Данныегосударственного учета передвижныхисточников загрязнения были дополненынатурными наблюдениями автора: для 37 точекнаблюдения на междугородних автодорогахбыла определена интенсивностьтранспортного потока в обоих направлениях.Исследование базируется на разработкахведущих отечественных и зарубежных ученыхв области моделирования икартографирования процессов загрязненияатмосферы: Ж.Р. Армайстида, Э.Ю. Безуглой,М.Е. Берлянда, В.А. Вишенского, А.С.Гаврилова,Б.Н. Маликова, В. Маркведа, Г.И. Марчука, В.А.Петрухина, А.Г. Руссела, Т.С.Селегей, В.С. Тикунова.

При обработке исходныхданных использованы общепринятыематематико-статистические методы иреализующие их программныесредства.

Научная новизна. В рамках диссертационногоисследования впервые разработана иреализована методика мелкомасштабногокартографирования состояния атмосферноговоздуха крупного региона России – Приволжскогофедерального округа. В пределах ПФОвыделен ряд типов структуры выбросов,каждый из которых характеризуетсяспецифическими особенностями уровня исостава загрязнения.

Положения, выносимые назащиту:

1. Применениеадаптированной модели расчета рассеянияпримеси позволяет картировать уровниатмосферного загрязнения в пределахкрупного региона с детальностью иточностью, обеспечивающейудовлетворительную сходимость срезультатами общегосударственногомониторинга.

2. На территории ПФОвыявляется ряд ареалов повышенногозагрязнения атмосферного воздуха:Самарский, Нижегородский, Нижнекамский,Центрально-Башкирский иОрско-Новотроицкий.

3. На основе анализаструктуры атмосферных выбросов порегионам ПФО выделен ряд типов структурвыбросов. Длягородов ПФО предложена классификация пофакторам и степени загрязнения атмосферы

4. Междугородниеавтодороги характеризуются узколокализованной, линейно вытянутой зонойвоздействия. При этом наряду синтенсивностью транспортного потока,существенную роль в формированииповышенных значений комплексного индексазагрязнения атмосферы (КИЗА) играютклиматические условия рассеяния и уголмежду трассой дороги и преобладающимнаправлением ветра.

5. Для эффективногоэкономического регулирования масштабовнегативного воздействия на атмосферувозможно установление коэффициентовзначимости экологической ситуации прирасчете платы за выбросы загрязняющихвеществ в зависимости от значений индексазагрязнения атмосферы.

Личный вкладавтора в работу заключается втеоретическом, методическом ипрактическом решении задач исследованияпространственно-временной динамикиуровней загрязнения атмосферного воздухатерритории ПФО. Автором выполненынаблюдения за объемами и структуройтранспортных потоков по магистральнымавтодорогам ПФО, сформированы базы данныхи разработаны алгоритмы их обработки;выполнены расчеты, составлены карты,проанализированы полученные результаты исформулированы выводы диссертации.

Научно-практическаязначимость работы. Разработанная в рамкахдиссертационной работы методикамелкомасштабного картографированиясостояния атмосферного воздуха крупногорегиона России может быть применена прирешении подобных задач для других крупныхрегионов и территории России в целом.Результаты, полученные на основепредлагаемой методики, позволяютпроводить дифференцированную оценкутерритории по состоянию атмосферноговоздуха в целях оптимизацииэколого-экономического регулированияпутем дифференциации коэффициентовзначимости экологической ситуации прирасчете платы за выбросы загрязняющихвеществ в зависимости от значений индексазагрязнения атмосферы.

Результаты работыиспользованы и используются вмонографических работах и учебныхпособиях, посвященных климатическимусловиям и состоянию воздушного бассейнаПФО, Удмуртии, отдельных районовУдмуртии.

Апробация работы. Основные результатыдиссертационной работы былипредставлены на конференциях 6 российского(в т.ч. с международным участием) и 4международного уровня: Международнаянаучно-практическая конференция «Проблемыфизической географии и геоэкологии:научные и образовательные аспекты» (НижнийНовгород,2007), III Международная научнаяконференция «Проблемы природопользованияи экологическая ситуация в ЕвропейскойРоссии и сопредельных странах»,(Белгород,2008), 3 международная конференция«Геоэкологические проблемысовременности» (Владимир,2010), Втораявсероссийская научно-практическаяконференция «Экология и здоровье: проблемыи перспективы социально-экологическойреабилитации территорий, профилактикизаболеваемости и устойчивого развития»(Вологда,2007), ХХХIV итоговая студенческаянаучная конференция (Ижевск,2006), ХХХVитоговая студенческая научная конференция(Ижевск,2007), Всероссийская научнаяконференция с международным участием«Окружающая среда и устойчивое развитиерегионов: новые методы и технологииисследований» (Казань,2009), Всероссийскаянаучно-практическая конференция,посвященная 45-летию кафедры географии УдГУи 90-летию профессора Широбокова С.И.(Ижевск,2009), Всеукраинской конференции смеждународным участием «Молодые ученые–географической науке», (Киев,2009),Всероссийская конференция «Инновации вгеоэкологии: теория, практика,образование» (Москва,2010). Кроме этого,основные положения диссертационной работыбыли опубликованы в монографии«Климатические условия и ресурсыРеспублики Удмуртия» Казань: Казан. Гос.Ун-т, 2009. С. 188-203.

Публикации. По теме диссертации авторомопубликовано 18 работ, в том числе 8 статей (3в журналах из списка ВАК) и 10 тезисовдокладов.

Структура и объемработы. Диссертация состоитиз введения, четырех глав, заключения,списка литературы. Объем работы составляет168 страниц машинописного текста, включая 16таблиц, 26 рисунков и 9 приложений. Списокиспользованной литературы насчитывает 120наименований, в том числе 7 на иностранномязыке.

Автор выражаетблагодарность научному руководителю– д.г.н.,профессору, заведующему кафедройприродопользования и геоэкологическогокартографирования Удмуртскогогосударственного университета (УдГУ) В.И.Стурману за поддержку на всех этапахвыполнения исследований, а такжесотрудникам географического факультетаУдГУ за ряд ценных замечаний, высказанных входе обсуждения результатов работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальностьпроблемы, формулируются цель и задачи,научная новизна и научно-практическаязначимость исследования.

1. Анализ имеющейсялитературы и карт

В результате анализасуществующих карт состояния атмосферноговоздуха (сведения систематизированы втабличной форме) сделаны следующиевыводы:

  1. Примелкомасштабном картографированиистепени загрязненности атмосферыиспользуются следующие способыкартографических изображений: значки,картограммы, картодиаграммы, ареалы,изолинии.
  2. Наиболеераспространенным способом передачипространственной информации о состоянииатмосферы (степень загрязненностиатмосферы, способность атмосферы ксамоочищению) является способ изолиний. Вто же время, применение данного способазатрудняется необходимостью располагатьзначительным объемом пространственнойинформации.
  3. Карты с применениемспособов картограмм и картодиаграммдовольно широко распространены, т.к. простыв создании и легки для восприятия. Однакопоскольку существующиеадминистративно-территориальные границыне образуют барьеров для атмосферногопереноса, представляется довольноусловным осреднение пространственныхпоказателей, характеризующих состояниеодной из природных сред – атмосферы, поадминистративно-территориальным единицам.Использование способа картограмм икартодиаграмм формирует географическинекорректное представление о единицеадминистративно-территориального делениякак однородном целом.
  4. Применениеоднотипных цветовых шкал может привести кулучшению восприятия карты, если онииспользуются для передачи одного и того жепоказателя, характеризующегося разнойпространственной локализациейпосредством различных способовкартографического изображения и, наоборот,к снижению восприимчивости карты, если онииспользуются для характеристики различныхпо смыслу показателей.
  5. Применениеранговой оценки предоставляет возможностьсопоставить масштабы негативноговоздействия на атмосферный воздух (илиусловия рассеяния) внутри анализируемойтерритории, но не позволяет точнотрактовать напряженность экологическойситуации и сопоставить ее с другимирегионами.
  6. Для повышениясодержательности карты возможносоставление двухплановых карт илииспользование карт – врезок.

Таким образом, исходя изсделанных выводов, для картографированиясостояния атмосферного воздуха ПФО, быливыделены следующие объекты и способыкартографирования:

  1. Комплексный индексзагрязнения атмосферы (КИЗА) – способ изолиний сприменением цветовой шкалы;
  2. Значения КИЗАвблизи автотрасс – способ линейных знаков;
  3. Объемы выбросов изначения КИЗА по данным мониторинга – способзначков;
  4. Потенциалзагрязнения атмосферы – карта-врезка, способизолиний.
  5. Поингредиентныепоказатели загрязнения атмосферы – карта- врезка,способ изолиний.

Для получениямножественных значений ИЗА автором былвыбран метод математическогомоделирования. Проведен обзор моделейрассеяния примесей от стационарныхисточников, которые использовались илииспользуются сейчас на территории странСНГ, Европейского сообщества, США. Все рассмотренные модели быликлассифицированы по трем принципам: объектисследования, используемая системакоординат, механизмы рассеяния, взятые заоснову. Ряд рассмотренных моделей согласноданной классификации обладают гибриднымисвойствами.

По рекомендуемомуприменению, когда будут сведены к минимумувозможные погрешности, возникающие в ходерасчетов, все существующие моделирассеяния выбросов от стационарныхисточников были объединены в 3группы:

  1. Модели, проводимыена локальном уровне при постояннофункционирующем источнике:
  • Модели расчета, носящиенормативный характер – оценка воздействиявыбросов на близлежащие территории отконкретных источников.
  • Расчеты, направленныена определение воздействия источниковвыбросов на население городов.
  1. Расчеты,проводимые на локальном и региональномуровне, направленные на определениепоследствий залповых аварийныхвыбросов.
  2. Расчеты,проводимые на региональном уровне инаправленные на оценку дальнего итрансграничного переноса примеси отисточников, процессов рассеяния, оседанияи химического преобразования загрязняющихвеществ (ЗВ). Снижение точности полученныхрезультатов компенсируетсяосерднением по большой территории

Некоторые моделиобладают значительной универсальностью всфере применения, и в связи с этим былиотнесены сразу к нескольким группам.

В целях проведениярегиональных исследований влияниявыбросов от стационарных источников насостояние атмосферного воздуха, авторомбыла выбрана методика, предложенная В.А.Петрухиным и В.А. Вишенским. Преимуществомданной модели перед моделями аналогичногорода, предназначенными для региональныхисследований, является упрощенный видучета параметров источника (в качествеисточника загрязнения можно рассматриватьнаселенные пункты). В тоже время наряду супрощенным учетом характеристикисточников выбросов, учитываетсяхимическая активность примесей иметеопараметров переноса примеси ватмосфере. Простота расчета позволяетоценить влияние выбросов на состояниеатмосферного воздуха в заданной точкемножества источников на значительномудалении (до 1000 км).

В связи со спецификойавтотранспортных потоков, как источниказагрязнения, необходимо использоватьспециализированную модель расчетавыделения и рассеяния ЗВ. При сравнении«Методики определения выбросовавтотранспорта для проведения сводныхрасчетов загрязнения атмосферы городов»(далее «Методика…») и «Рекомендаций поучету требований по охране окружающейсреды при проектировании автодорог имостовых переходов» (далее«Рекомендации…») был проведен расчетобъемов выбросов от участка междугороднейавтодороги и получены следующиерезультаты:

- расчетный объемвыбросов углеводородов получился больше в1,6 раза при использовании «Рекомендаций поучету требований…», чем при расчетесогласно «Методике определениявыбросов…».

- для оксида углерода иоксидов азота более высокие значенияполучились при использовании «Методики…»,чем «Рекомендаций…» (в 1,3 и 1,4 раза,соответственно). Для расчета ИЗА,сформированного выбросами отавтотранспорта на дорогах вне населенныхпунктов, на различном удалении отдорожного полотна была примененаадаптированная модель Гауссовогораспределения примесей. Результатыпредставлены на рис. 1.

 Графики значенийКИЗА при удалении от кромки дорожногополотна -0

Рис.1 Графики значенийКИЗА при удалении от кромки дорожногополотна согласно двум анализируемымметодикам.

На основании полученныхрезультатов были сделаны выводы:

  1. Загрязнениеатмосферного воздуха, сформированноевыбросами автотранспортных потоков,характеризуется узкой локализацией. Приотсутствии ветрового переносамаксимальных значений величинадобавочного КИЗА достигает внепосредственной близости от автотрассыуменьшается в 3 раза при удалении нарасстояние до 100 метров.
  2. Структура и объемывыбросов ЗВ от автотранспорта, полученныерасчетным путем, в значительной степенизависят от выбора методики расчета.
  3. При использовании«Методики…» значения добавочного КИЗАполучились более высокие, чем прииспользовании «Рекомендаций…».
  4. В качествеведущего расчетно-нормативного документабыла принята «Методика определениявыбросов от автотранспорта для проведениясводных расчетов загрязнения атмосферыгородов».

2. Расчет и картографическоепредставление загрязнения атмосферноговоздуха территории ПФО от источников,локализованных в населенных пунктах



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.