оценка воздействия кислотных дождей на элементы экосистемы

Тарасова Т.Ф., Чаловская О.В.*
Оренбургский государственный университет, *Оренбургский государственный педагогический университет
ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ КИСЛОТНЫХ ДОЖДЕЙ
НА ЭЛЕМЕНТЫ ЭКОСИСТЕМЫ ПРОМЫШЛЕННОГО ГОРОДА
В статье приводятся результаты исследования экологических нагрузок на придорожные территории улиц промышленного города, формирующихся при вымывании пылегазовых примесей осадков в
виде дождя и снега. Рассчитаны суммарные экологические нагрузки, позволяющие проводить ранжирование придорожных территорий по уровню экологического неблагополучия.
ëåíèÿ, ñëåäóåò îòìåòèòü íàðóøåíèå ïðîöåññîâ
Óðáàíèçàöèÿ òåððèòîðèè ïðèâîäèò â êðóïïèòàíèÿ ðàñòåíèé, ðàçðóøåíèå èõ êîðíåâîé ñèíûõ ïðîìûøëåííûõ ãîðîäàõ ê íåîáðàòèìûì ðàçñòåìû [4].
ðóøåíèÿì îêðóæàþùåãî ëàíäøàôòà è áèîñôåðû
Ïðèäîðîæíàÿ çîíà ðàññìàòðèâàåòñÿ íàìè
â öåëîì. Îñîáóþ îïàñíîñòü äëÿ îêðóæàþùåé ñðåêàê
÷àñòü òåððèòîðèè ãîðîäà, âûïîëíÿþùàÿ
äû àâòîòðàíñïîðò ñîçäàåò òåì, ÷òî âûáðîñ êèñðîëü áóôåðà ìåæäó ïðèðîäíûìè (æèëîé è òåõëîòîîáðàçóþùèõ âåùåñòâ îñóùåñòâëÿåòñÿ â ïðèíîãåííîé) ñðåäàìè. Èçâåñòíî [5], ÷òî ïîä äåéçåìíîì ñëîå âîçäóõà íà íåáîëüøîé âûñîòå (ìåñòâèåì ïðîìûøëåííî-òðàíñïîðòíûõ çàãðÿçíèíåå 1 ì).  êîíå÷íîì ñ÷åòå ýòè âåùåñòâà ñ àòìîñòåëåé ïðîöåññ òðàíñôîðìàöèè ýêîñèñòåìû â
ôåðíûìè îñàäêàìè ïîïàäàþò íà ïîäñòèëàþùóþ
öåëîì ñõåìàòè÷íî ìîæíî ïðåäñòàâèòü êàê ïîñïîâåðõíîñòü. Îñàäêè ÿâëÿþòñÿ õîðîøèì èíäèêàëåäîâàòåëüíîñòü îïðåäåëåííûõ ñòàäèé.
òîðîì çàãðÿçíåíèÿ âîçäóõà â íàñåëåííûõ ïóíêòàõ
1. Âûïàäåíèÿ ÷óâñòâèòåëüíûõ âèäîâ (ëèè äîñòàòî÷íî òî÷íî ïîçâîëÿþò îïðåäåëèòü ïðîøàéíèêîâ) ïðè ñîõðàíåíèè îñíîâíûõ ïàðàìåòñòðàíñòâåííóþ äèôôåðåíöèàöèþ õèìè÷åñêèõ âåðîâ ýêîñèñòåìû (ôîíîâàÿ íàãðóçêà ïðåâûøåíà
ùåñòâ è êîëè÷åñòâåííî îöåíèòü óðîâåíü çàãðÿçâ 1,5–2 ðàçà).
íåíèÿ àòìîñôåðíîãî âîçäóõà [1, 2].
Îöåíêè âîçäåéñòâèÿ êèñëîòÏîñëåäñòâèÿ
íûõ äîæäåé íà ýêîñèñòåìû ïðèäîðîæíîé çîíû ñëåäóåò ïðîâîäèòü ïî íèæå îïèñàííîé ñõåìå
(ðèñóíîê 1). Ïðè ïîâûøåííîé
Èçìåíåíèÿ â ïî÷âå
Èçìåíåíèå ðàñòèòåëüíîñòè
êèñëîòíîñòè ïî÷â èç âåðõíèõ ãîðèçîíòîâ âûíîñèòñÿ îáìåííûé
Ïîâðåæäåíèå ëèñòîâîé
Çàêèñëåíèå ïî÷âû
êàëüöèé è ìàãíèé, àêòèâèçèðóïîâåðõíîñòè è õâîéíûõ èãë
þòñÿ îáìåííûå ïðîöåññû. Ïî÷âåííûå îðãàíèçìû áîëåå ïðèÐàçðóøåíèå êîðíåâîé
ñïîñîáëåíû ê ïîíèæåííûì çíà÷åÍàðóøåíèå ïðîöåññîâ
íèÿì ðÍ ïî÷âåííîé âëàãè, íî è
ñèñòåìû
òðàíñïèðàöèè
îíè óãíåòàþòñÿ âîçðàñòàþùåé
êèñëîòíîñòüþ. Òàê, ïðîèñõîäèò
Íàðóøåíèå ïðîöåññîâ
Íàðóøåíèå ïðîöåññîâ
ãèáåëü àçîòîôèêñèðóþùèõ áàêòåâñàñûâàíèÿ âîäû è
ðèé, íàðóøàþòñÿ ïðîöåññû àçîôîòîñèíòåçà
ïèòàòåëüíûõ âåùåñòâ
òîôèêñàöèè, ïðîèñõîäèò ñîêðàùåíèå ïîñòóïëåíèÿ áèîãåíîâ ðàÑíèæåíèå ñîïðîòèâÂûìûâàíèå áèîãåíîâ è
ñòèòåëüíûì ñîîáùåñòâàì. Ðàçëÿåìîñòè ïàòîãåííûì
ðûõëÿþùèå ïî÷âó äîæäåâûå ÷åð- ïèòàòåëüíûõ ïèòàòåëüíûõ
ìèêðîîðãàíèçìàì
âåùåñòâ
âè ìîãóò æèòü â ñëàáîêèñëûõ ïî÷âàõ, â òàêèõ óñëîâèÿõ îíè «íåéÍàêîïëåíèå â êàìáèè
Âûùåëà÷èâàíèå òÿæåëûõ
òðàëèçóþò» ïî÷âåííûå êèñëîòû ñ
òîêñè÷íûõ òÿæåëûõ
ìåòàëëîâ
ïîìîùüþ âûäåëÿåìîé èìè èçâåìåòàëëîâ
ñòè [3].  êèñëîé ïî÷âå äîæäåâûå
÷åðâè ïîãèáàþò, òåì ñàìûì ñïîÓãíåòåíèå è ãèáåëü
Îñëàáëåíèå, íàðóøåíèå
ñîáñòâóÿ óïëîòíåíèþ ïî÷âû è
àçîòîôèêñèðóþùèõ
ðîñòà
ñíèæåíèþ åå ïëîäîðîäèÿ. Ñðåäè
áàêòåðèé
äðóãèõ íàðóøåíèé, ïðîèñõîäÿÐèñóíîê 1. Ïîñëåäñòâèÿ âîçäåéñòâèÿ êèñëîòíûõ äîæäåé
ùèõ â ïî÷âå âñëåäñòâèå åå çàêèñ-
80
ВЕСТНИК ОГУ 10`2005 Том 2. Естественные и технические науки
Тарасова Т.Ф., Чаловская О.В.*
2. Ñòðóêòóðíûõ ïåðåñòðîåê ýêîñèñòåìû
(ïðåâûøåíèå ôîíîâîé íàãðóçêè â 2,7-4 ðàçà). Ðåãèñòðèðóåòñÿ óõóäøåíèå ñàíèòàðíîãî ñîñòîÿíèÿ
äåðåâüåâ, íî ïëîòíîñòü äðåâîñòîÿ è åãî çàïàñ
íå èçìåíÿþòñÿ. Ïðîèñõîäÿò èçìåíåíèÿ â òðàâÿíî-êóñòàðíè÷êîâîì ÿðóñå (âûïàäàþò ÷óâñòâèòåëüíûå âèäû ëåñíîãî ðàçíîòðàâüÿ). Çàìåäëåíû ïðîöåññû, îñóùåñòâëÿåìûå ïî÷âåííûìè
ìèêðîîðãàíèçìàìè. Íåçíà÷èòåëüíî óâåëè÷èâàåòñÿ òîëùèíà ïîäñòèëêè. Ñóùåñòâåííî óìåíüøàåòñÿ ðàçíîîáðàçèå è îáèëèå ýïèôèòíûõ ëèøàéíèêîâ. Ïàðàìåòðû íàñåëåíèÿ è ìåëêèõ ìëåêîïèòàþùèõ îñòàþòñÿ íà óðîâíå ôîíà.
3. Ñòàäèÿ ÷àñòè÷íîãî ðàçðóøåíèÿ ýêîñèñòåìû (ïðåâûøåíèå ôîíà â 6,0–7 ðàç). Äðåâåñíûé ÿðóñ óãíåòåí è èçðåæåí, çíà÷èòåëüíî óìåíüøåíû åãî çàïàñ è ïîëíîòà, íàðóøåíî âîçîáíîâëåíèå.  òðàâÿíîì ÿðóñå ïî÷òè îòñóòñòâóþò ëåñíûå âèäû, êîòîðûå çàìåíåíû ëóãîâûìè è âèäàìè-ýêñïëåðåíòàìè. Ïîâûøåíà êèñëîòíîñòü âåðõíèõ ïî÷âåííûõ ãîðèçîíòîâ, èç íèõ âûíîñèòñÿ
îáìåííûé êàëüöèé è ìàãíèé. Àêòèâèçèðóþòñÿ
ýðîçèîííûå ïðîöåññû. Áèîëîãè÷åñêàÿ àêòèâíîñòü ïî÷âû ðåçêî ñíèæåíà. Êðóïíûå ïî÷âåííûå ñàïðîôàãè îòñóòñòâóþò. Óìåíüøåíà ñêîðîñòü äåñòðóêöèè ëèñòîâîãî îïàäà, êîòîðûé íàêàïëèâàåòñÿ â âèäå òîëñòîãî ñëîÿ ïîäñòèëêè.
Ëèøàéíèêîâûé ïîêðîâ ñîõðàíÿåòñÿ òîëüêî ó
ñàìîãî îñíîâàíèÿ ñòâîëîâ, ïðåäñòàâëåí îäíèì
– òðåìÿ óñòîé÷èâûìè âèäàìè. Ïðîèñõîäèò ýëèìèíàöèÿ êðóïíûõ ëåñíûõ âèäîâ ïòèö, ìåíüøå
îáùàÿ ïëîòíîñòü îðíèòîíàñåëåíèÿ. Íàáëþäàåòñÿ âñåëåíèå ñèíàíòðîïíûõ âèäîâ è âèäîâ, ïðèóðî÷åííûõ ê îòêðûòûì ìåñòîîáèòàíèÿì (õàðàêòåðíî äëÿ íàñåëåíèÿ ïòèö, ìåëêèõ ìëåêîïèòàþùèõ è ìóðàâüåâ).
4. Ñòàäèÿ ïîëíîãî ðàçðóøåíèÿ (êîëëàïñà)
ýêîñèñòåìû (ïðåâûøåíèå ôîíîâîé íàãðóçêè â 10
ðàç è áîëåå). Ïåðåõîä ê íåé îçíà÷àåò äëÿ ýêîñèñòåìû ïîëíóþ ãèáåëü. Äðåâåñíûé ÿðóñ ïîëíîñòüþ
ðàçðóøåí, ñîõðàíÿþòñÿ ëèøü îòäåëüíûå, ñèëüíî óãíåòåííûå ýêçåìïëÿðû äåðåâüåâ. Òðàâÿíîé
ÿðóñ ïðåäñòàâëåí îäíèì-äâóìÿ âèäàìè çëàêîâ, â
óâëàæíåííûõ ìåñòàõ âñòðå÷àåòñÿ õâîù.  ïîíèæåíèÿõ – îäíîâèäîâîé ìîõîâîé ïîêðîâ è çàõîðîíåíèÿ íåðàçëîæèâøåãîñÿ îïàäà. Ëèøàéíèêîâûé ïîêðîâ îòñóòñòâóåò. Ïîëíîñòüþ ñìûòû ïîäñòèëêà è âåðõíèå ãîðèçîíòû ïî÷âû. Áèîëîãè÷åñêàÿ àêòèâíîñòü ïî÷âû ñíèæåíà äî íóëÿ. Ïî÷âåííûå æèâîòíûå îòñóòñòâóþò. Ãðóïïèðîâêà ïòèö
è ìåëêèõ ìëåêîïèòàþùèõ íå ïîääåðæèâàþò
ñâîþ ñòðóêòóðó è ñóùåñòâóþò çà ñ÷åò ïðèòîêà
ìèãðàíòîâ ñ ñîñåäíèõ ó÷àñòêîâ òåððèòîðèè.
Îáùåå íàïðàâëåíèå òåõíîãåííûõ ñìåí ïðîòèâîïîëîæíî õîäó åñòåñòâåííûõ ñóêöåññèé è
Оценка воздействия кислотных дождей...
ñëåäóåò õàðàêòåðèçîâàòü êàê äâèæåíèå ñèñòåìû
âñïÿòü. Ñîñòîÿíèå ýêîñèñòåìû â çîíå òåõíîãåííîé ïóñòûíè (ýêîëîãè÷åñêîé êàòàñòðîôû) àíàëîãè÷íî ñòàäèè ïèîíåðñêîãî ñîîáùåñòâà ïðè
äåìóòàöèîííûõ ñóêöåññèÿõ.
Òåõíîãåííàÿ ñóêöåññèÿ ñîïðîâîæäàåòñÿ
ñíèæåíèåì áèîðàçíîîáðàçèÿ, ïàäåíèåì ïðîäóêòèâíîñòè è óïðîùåíèåì còðóêòóðû, çàìåäëåíèåì è ðàçðûâîì êðóãîâîðîòà áèîãåíîâ. Òîðìîçÿòñÿ êàê ïðîäóêöèîííûå, òàê è äåñòðóêöèîííûå ïðîöåññû, íàðóøàåòñÿ áàëàíñ ìåæäó íèìè.
Ðÿä ñòðóêòóðíûõ ýëåìåíòîâ ïîëíîñòüþ ýëèìèíèðóåòñÿ (ëåñíîå ðàçíîòðàâüå, ïî÷âåííûå ñàïðîôàãè, ýïèôèòíûå ëèøàéíèêè). Äâå ïîñëåäíèå
ñòàäèè ïàòîëîãè÷íû è ïåðåõîä ê íèì îçíà÷àåò
äëÿ ýêîñèñòåìû ïîëíóþ ïîòåðþ óñòîé÷èâîñòè
êàê ñïîñîáíîñòè âîçâðàùàòüñÿ â èñõîäíîå ñîñòîÿíèå. Îöåíêó ýêîëîãè÷åñêèõ íàãðóçîê íà
ïî÷âó ÷åðåç àòìîñôåðó ìîæíî ïðîâåñòè ÷åðåç
äèôôåðåíöèàëüíûå è èíòåãðàëüíûå ïàðàìåòðû
ñèñòåìû óëèö ïðîìûøëåííîãî ãîðîäà «ÓÏû
ïî òðåì ðàçíûì ñõåìàì:
– ïî àáñîëþòíîé íàãðóçêå íà ïî÷âó îòäåëüíîé i-é ïðèìåñè ( N i );
– ïî àáñîëþòíîé ñóììàðíîé íàãðóçêå íà
ïî÷âó âñåõ ïðèìåñåé, âûäåëÿþùèõñÿ èç àòìîñôåðíîãî âîçäóõà ( N ñóì );
– ïî îòíîñèòåëüíîé ñóììàðíîé íàãðóçêå íà
ïî÷âó, îòíåñåííîé ê ôîíîâîé íàãðóçêå (À).
Ïîýòîìó äîëæíû ïðîâîäèòüñÿ èññëåäîâàíèÿ ïî îïðåäåëåíèþ ýêîëîãè÷åñêèõ íàãðóçîê,
ôîðìèðóþùèåñÿ ÷åðåç ñòåïåíè çàãðÿçíåíèÿ
ñíåæíîãî ïîêðîâà è äîæäåâîé âîäû â ïðèäîðîæíîé òåððèòîðèè ñîåäèíåíèÿìè ñåðû è àçîòà, à òàêæå âçâåøåííûìè ÷àñòèöàìè.
Ýêîëîãè÷åñêèå íàãðóçêè (N) ñëåäóåò ñ÷èòàòü ïî ôîðìóëå
N=
m
,
S ⋅t
(1)
ãäå S – ïëîùàäü ïîâåðõíîñòè ñðåçà ñíåæíîãî
ïîêðîâà;
t – âðåìÿ, â òå÷åíèå êîòîðîãî ñîáèðàëèñü
îñàäêè;
mi – ìàññà i-é ïðèìåñè.
Ýêîëîãè÷åñêóþ íàãðóçêó íà ïî÷âó ìîæíî
ïðåäñòàâèòü ÷åðåç êîíöåíòðàöèîííûå õàðàêòåðèñòèêè ïðîìåæóòî÷íûõ ñðåä (âîçäóõà è îñàäêîâ) â âèäå
N = Cæi ⋅ Q,
(2)
ãäå Ñ æ i – êîíöåíòðàöèÿ i-îé ïðèìåñè â îñàäêàõ;
Q –êîëè÷åñòâî âûïàâøèõ îñàäêîâ â ñåçîí.
Ñëåäîâàòåëüíî, óðàâíåíèå (2) ìîæåò áûòü
èñïîëüçîâàíî äëÿ ðåòðîñïåêòèâíûõ è ïðîãíîçíûõ îöåíîê ïðîöåññîâ âûìûâàíèÿ ïðèìåñè
ВЕСТНИК ОГУ 10`2005 Том 2. Естественные и технические науки
81
Естественные науки
îñàäêàìè. Ïðè ýòîì ýòàëîíàìè äîëæíû ñëóæèòü íîðìèðîâàííûå íàãðóçêè ïî îòäåëüíûì
ïðèìåñÿì [6] (òàáëèöà 1).
Äëÿ êîìïëåêñíîé îöåíêè êà÷åñòâà óðáàíèçèðîâàííîé òåððèòîðèè ñëåäóåò ïðèìåíÿòü ñóììàðíûå ýêîëîãè÷åñêèå íàãðóçêè ïî âñåì çàãðÿçíÿþùèì âåùåñòâàì, êîòîðûå ðàññ÷èòûâàþòñÿ
ïî ôîðìóëå
n
n
i
i
N ñóì = ∑ N i = ∑ Ci ⋅ Q
(3)
Ïðè ýòîì îöåíêà âîçäåéñòâèÿ çàãðÿçíåíèÿ
íà ïðèäîðîæíûå òåððèòîðèè îñóùåñòâëÿåòñÿ èç
ñëåäóþùèõ ñîîáðàæåíèé (òàáëèöà 2)[5].
Îöåíêè, ïðîâåäåííûå ïî ñóììàðíîé íàãðóçêå íà òåððèòîðèþ, èíòåðåñíû è äàþò ïðåäñòàâëåíèå î ïðåññå, ñîçäàâàåìîì òåõíîãåííîé ñðåäîé
íà ýêîñèñòåìó, íî íå ïîçâîëÿþò îïðåäåëèòü ïðèîðèòåòû ñðåäè õèìè÷åñêèõ âåùåñòâ, ïðèñóòñòâóþùèõ â àòìîñôåðíûõ îñàäêàõ è âîçäåéñòâóþùèõ
íà òåððèòîðèþ. Ïîýòîìó òðåòüÿ ñõåìà ïðåäóñìàòðèâàåò èíòåãðàëüíóþ îöåíêó âîçäåéñòâèÿ íà
çåìíóþ ïîâåðõíîñòü ÷åðåç îïðåäåëåíèå îòíîñèòåëüíûõ ñóììàðíûõ íàãðóçîê (À1)
A1 =
N ñóì
ôîí
N ñóì
(4)
Êèñëîòíûå äîæäè îêàçûâàþò ðàçëè÷íîå
íåãàòèâíîå âëèÿíèå íà îêðóæàþùóþ ñðåäó óðáàíèçèðîâàííûõ òåððèòîðèé [7].  ïåðâóþ î÷åðåäü îòðèöàòåëüíîìó âîçäåéñòâèþ ïîäâåðãàþòñÿ ïî÷âà è ðàñòèòåëüíîñòü (ðèñóíîê 1). Ñëåäîâàòåëüíî, ïðîáëåìà êèñëîòíûõ äîæäåé â íàñòîÿùåå âðåìÿ ðåàëüíî ñóùåñòâóåò íà óðáàíèçèðîâàííûõ òåððèòîðèÿõ è îòíîñèòñÿ ê ÷èñëó íåðåøåííûõ, à äëÿ îöåíêè óñòîé÷èâîñòè ãîðîäñêîé
òåððèòîðèè íåîáõîäèìà êà÷åñòâåííàÿ è êîëè÷åñòâåííàÿ èíôîðìàöèÿ î ñîñòîÿíèè åå êîìïîíåíòîâ. Ïîýòîìó äëÿ ïðàêòè÷åñêèõ öåëåé íåîáõîäèìà ðàçðàáîòêà ñèñòåìíîãî ïîäõîäà ïî
îöåíêå ñîñòîÿíèÿ ïî÷â è ðàñòèòåëüíîãî ïîêðîâà, íàáëþäàþùåãîñÿ ïîä äåéñòâèåì êèñëîòíûõ
âûïàäåíèé.
Ïûëåãàçîâûå âûáðîñû àâòîòðàíñïîðòà â
êîíå÷íîì ñ÷åòå ïîïàäàþò ñ àòìîñôåðíûìè
îñàäêàìè íà ïîäñòèëàþùóþ ïîâåðõíîñòü è îêàçûâàþò íàãðóçêè íà ïðèðîäíûå ñðåäû ïðèäîðîæíûõ òåððèòîðèé.
Íàìè ïðîâåäåíû èññëåäîâàíèÿ ïî îïðåäåëåíèþ ýêîëîãè÷åñêèõ íàãðóçîê, ôîðìèðóþùèõñÿ ïðè âûìûâàíèè ïûëåãàçîâûõ ïðèìåñåé
îñàäêàìè â âèäå äîæäÿ è ñíåãà â ïðèäîðîæíîé
òåððèòîðèè. Äëÿ îòáîðà ïðîá ñíåãà èñïîëüçîâàëè ïðîáîîòáîðíèê, ïîçâîëÿþùèé áðàòü ñðåç
ñíåæíîãî ïîêðîâà ïëîùàäüþ 3 äì2. Ïðîáîîòáîðíèê âåðòèêàëüíî ïîãðóæàëè â òîëùèíó
82
ñíåãà, çàòåì íàêëîíÿëè äî óðîâíÿ, íàõîäÿùåãîñÿ ïðèìåðíî â 5 ñì îò ïîâåðõíîñòè ãðóíòà,
÷òîáû èñêëþ÷èòü ïîïàäàíèÿ â ïðîáó ÷àñòèö
ïî÷âû è ðàñòèòåëüíûõ îñòàòêîâ. Ñíåã èç ïðîáîîòáîðíèêîâ ïîìåùàëè â ïðåäâàðèòåëüíî
ïðîìàðêèðîâàííûå ïîëèýòèëåíîâûå ìåøêè è
äîñòàâëÿëè â ëàáîðàòîðèþ. Ñíåã îñòàâëÿëè
òàÿòü ïðè òåìïåðàòóðå ñðåäû ïëþñ 18-20î Ñ â
òå÷åíèå òðåõ ÷àñîâ. Òàëóþ âîäó ñëèâàëè â ìàðêèðîâàííûå åìêîñòè.
Îòáîð ïðîá îñàäêîâ â âèäå äîæäÿ ïðîèçâîäèëñÿ íåïîñðåäñòâåííî â ìîìåíò èõ âûïàäåíèÿ.
Åìêîñòè äëÿ îòáîðà ïðîá ñ èçâåñòíîé ðàáî÷åé
ïîâåðõíîñòüþ óñòàíàâëèâàëè â òåõ æå òî÷êàõ,
ãäå îòáèðàëè ïðîáû ñíåãà, íî íà âûñîòå 1 ìåòð
îò çåìëè, ÷òîáû óñòðàíèòü ñëó÷àéíûå ôàêòîðû
çàãðÿçíåíèÿ ïðîá ÷àñòèöàìè ãðóíòà.
Ýêîëîãè÷åñêèå íàãðóçêè çàãðÿçíÿþùèõ âåùåñòâ îïðåäåëÿëè ÷åðåç êîíöåíòðàöèþ ïðèìåñè â îñàäêàõ è ðàññ÷èòûâàëè ïî óðàâíåíèÿì (1)–
(3). Àíàëèç ñóììàðíûõ ýêîëîãè÷åñêèõ íàãðóçîê
çàãðÿçíÿþùèõ âåùåñòâ ïîêàçûâàåò (òàáëèöà 2
è 3), ÷òî 3% ïëîùàäè ïðèäîðîæíûõ òåððèòîðèé óëèö ãîðîäà Îðåíáóðãà íà ðàññòîÿíèè äî 5
ì îò äîðîãè õàðàêòåðèçóþòñÿ êàê òåððèòîðèÿ ñ
ïðåâûøåíèåì ïðåäåëüíî äîïóñòèìûõ íàãðóçîê
2
( N ñóì > 200ò / êì ⋅ ãîä ), 16% ïëîùàäè ïðèäîðîæíûõ òåððèòîðèé õàðàêòåðèçóþòñÿ êàê ñðàâíèòåëüíî ÷èñòûå (N<50), 65% ïëîùàäè ïðèäîðîæíûõ òåððèòîðèé îòíîñÿòñÿ ê óìåðåííî çàãðÿçíåííûì ( 50 < N < 100ò / êì 2 ⋅ ãîä ) è 16% ïëîÒàáëèöà 1. Êðèòè÷åñêèå íàãðóçêè ïî âåùåñòâàì,
âëèÿþùèì íà ðàñòèòåëüíîñòü è âîäíûå ýêîñèñòåìû
Ïîêàçàòåëè
Ñîåäèíåíèÿ
ñåðû
Ñîåäèíåíèÿ
àçîòà
Êðèòè÷åñêèå íàãðóçêè, ò/êì*ãîä
Ïàðàìåòðû
×ðåçâû÷àéíàÿ
Íîðìà
Ýêîëîãè÷åñêîå
ýêîëîãè÷åñêàÿ
áåäñòâèå
ñèòóàöèÿ
>5
3-5
< 0,32
>4
2-4
< 0,28
Òàáëèöà 2. Êðèòåðèè îöåíêè êà÷åñòâà òåððèòîðèè ïî
ñóììàðíûì ýêîëîãè÷åñêèì íàãðóçêàì
Çíà÷åíèÿ ýêîëîãè÷åñêîé
íàãðóçêè, ò/êì2*ãîä
0-50
50-100
100-200
>200
ВЕСТНИК ОГУ 10`2005 Том 2. Естественные и технические науки
Õàðàêòåðèñòèêà òåððèòîðèè
Ñðàâíèòåëüíî ÷èñòàÿ
òåððèòîðèÿ
Óìåðåííî çàãðÿçíåííàÿ
òåððèòîðèÿ
Ñèëüíî çàãðÿçíåííàÿ
òåððèòîðèÿ
Òåððèòîðèÿ ñ ïðåâûøåíèåì
ïðåäåëüíî äîïóñòèìîé
íàãðóçêè
Тарасова Т.Ф., Чаловская О.В.*
Оценка воздействия кислотных дождей...
ùàäè ìîæíî îòíåñòè ê ñèëüíî çàãðÿçíåííîé òåððèòîðèè (100 < N < 200ò / êì 2 ⋅ ãîä ).
Îöåíêà âîçäåéñòâèÿ íà êîìïîíåíòû ñðåäû
íàìè ïðîâîäèëàñü èñõîäÿ èç ñëåäóþùèõ ïðåäïîñûëîê: âàæíà íå ñòîëüêî ñàìà íàãðóçêà íà
ëàíäøàôò, ñêîëüêî åå îòíîñèòåëüíàÿ õàðàêòåðèñòèêà. Ïîýòîìó íàìè ïðåäëîæåí êðèòåðèé
íàãðóçêè íà ãîðîäñêóþ ñðåäó, îïðåäåëåííûé
÷åðåç âîäîðàñòâîðèìûå ñîñòàâëÿþùèå. Èç
óðàâíåíèÿ (4) ñëåäóåò, ÷òî ñóäèòü î ñòåïåíè çàãðÿçíåíèÿ ïðèäîðîæíîé òåððèòîðèè ìîæíî è ïî
êîýôôèöèåíòó ïðåâûøåíèÿ ýêîëîãè÷åñêèõ íàãðóçîê çàãðÿçíÿþùèõ âåùåñòâ (A1) íàä ôîíîâûìè çíà÷åíèÿìè.
Ïî êîýôôèöèåíòó ïðåâûøåíèÿ ýêîëîãè÷åñêèõ íàãðóçîê ìîæíî óñòàíîâèòü ïðèîðèòåòíûå
ïðèìåñè, êîòîðûå, îñåäàÿ â ïðèäîðîæíîé òåððèòîðèè óëèö, ìîãóò îêàçûâàòü çíà÷èòåëüíîå
âëèÿíèå íà ýêîëîãè÷åñêóþ ñèòóàöèþ. Àíàëèç
ïîêàçàë, ÷òî ïðèîðèòåòíîé ïðèìåñüþ ïî ìàññå
íà áîëüøèíñòâå èç èññëåäîâàííûõ íàìè óëèö
ã. Îðåíáóðãà (äî 65%) ÿâëÿþòñÿ âçâåøåííûå ÷àñòèöû. Íî êèñëîòíûå äîæäè ôîðìèðóþòñÿ ïîä
äåéñòâèåì îêñèäîâ àçîòà è ñåðû. Íà ìàãèñòðàëüíûõ óëèöàõ îáùåãîðîäñêîãî è ðàéîííîãî çíà÷åíèÿ ïðèîðèòåòíûìè ïðèìåñÿìè òàêæå ÿâëÿþòñÿ ñîåäèíåíèÿ àçîòà (äî 35%) è ñåðû (äî 15%).
Íàèáîëüøèå çíà÷åíèÿ êîýôôèöèåíòîâ ïðåâûøåíèÿ íàãðóçêè ïî ñîåäèíåíèÿì ñåðû (5,6–8,7)
è àçîòà (2–8,2) íàáëþäàþòñÿ íà óëèöàõ îáùåãîðîäñêîãî çíà÷åíèÿ, à íàèìåíüøèå ïî ñîåäèíåíèÿì ñåðû (4,3–4,5) è àçîòà (1,9–3,5) – íà óëèöàõ
ìåñòíîãî çíà÷åíèÿ. Ýêîëîãè÷åñêèå íàãðóçêè ïî
ñîåäèíåíèÿì ñåðû è àçîòà íà óëèöàõ ðàéîííîãî
çíà÷åíèÿ â 3-7 ðàç ïðåâûøàþò ôîíîâûå. Âî ìíîãî ðàç âûøå ôîíîâûõ çíà÷åíèé è ýêîëîãè÷åñêèå
íàãðóçêè ïî âçâåøåííûì ÷àñòèöàì. Òàê, íà 20%
Òàáëèöà 3. Çíà÷åíèÿ ñóììàðíûõ ýêîëîãè÷åñêèõ
íàãðóçîê çàãðÿçíÿþùèõ âåùåñòâ íà ïðèäîðîæíûõ
òåððèòîðèÿõ ðàçëè÷íûõ óëèö
Êëàññèôèêàöèÿ
óëèö
Íàçâàíèÿ
óëèö
Ñóììàðíûå ýêîëîãè÷åñêèå
íàãðóçêè ò/êì2*ãîä, íà
ðàçëè÷íîì ðàññòîÿíèè
îò äîðîãè, ì
5
10
15
25
21,3
103,8 75,6 68,6 57,5
125,2 119,8 79,3 62,8
177,1 123,8 163,4 92,6
137,1 136,3 84,3 61,5
112,5 142
84
60
128 92,1
77
73,2
Êîíòðîëü
Âîëîäàðñêîãî
Ãàãàðèíà
Óëèöû
îáùåãîðîäñêîãî Ïð. Ïîáåäû
çíà÷åíèÿ
Òåðåøêîâîé
×êàëîâà
Óëèöû
Ñàëìûøñêàÿ
ðàéîííîãî
Øåâ÷åíêî
235 218,7 85,6
çíà÷åíèÿ
Óëèöû
Þíûõ
ìåñòíîãî
46,1 43,7
38
Ëåíèíöåâ
çíà÷åíèÿ
70,8
31,7
ïëîùàäè ïðèäîðîæíûõ òåððèòîðèé óëèö îáùåãîðîäñêîãî è íà 34% óëèö ðàéîííîãî çíà÷åíèÿ
êîýôôèöèåíò ïðåâûøåíèÿ ñîñòàâèë 10–39 è 11–
51 ñîîòâåòñòâåííî, ÷òî ñâèäåòåëüñòâóåò î òîì,
÷òî íà ïðèäîðîæíûõ òåððèòîðèÿõ ýòèõ óëèö ýêîñèñòåìû íàõîäÿòñÿ â ñòàäèè ïîëíîãî ðàçðóøåíèÿ. Ìèíèìàëüíûå êîýôôèöèåíòû ïðåâûøåíèÿ
(1,3–3,2) íàáëþäàþòñÿ íà óëèöàõ ìåñòíîãî çíà÷åíèÿ, ãäå, î÷åâèäíî, ýêîñèñòåìû íàõîäÿòñÿ ëèáî
â ñòàäèè âûïàäåíèÿ ÷óâñòâèòåëüíûõ âèäîâ, ëèáî
â ñòàäèè ñòðóêòóðíûõ ïåðåñòðîåê (ïðåâûøåíèå
ôîíîâîé íàãðóçêè â 2,7–4 ðàçà).
Òàê êàê ñîåäèíåíèÿ ñåðû è àçîòà ÿâëÿþòñÿ
ïðèîðèòåòíûìè êèñëîòîîáðàçóþùèìè âåùåñòâàìè, òî íàìè òàêæå îïðåäåëåíû íàãðóçêè, îêàçûâàåìûå ýòèìè ïðèìåñÿìè íà ãîðîäñêîé ëàíäøàôò.
Òàê, íà óëèöàõ îáùåãîðîäñêîãî çíà÷åíèÿ â çèìíèé ïåðèîä ãîäà íàèáîëüøàÿ íàãðóçêà ïî ñîåäèíåíèÿì ñåðû ñîñòàâèëà 0,84 ò/êì2*ñåçîí, à íàèìåíüøàÿ – 0,54 ò/êì2* ñåçîí.  ëåòíèé ïåðèîä ãîäà
îíà èçìåíÿëàñü îò 1,74 äî 3,29 ò/êì2*ñåçîí. Ïðèìåðíî òàêóþ æå íàãðóçêó èñïûòûâàþò ïðèäîðîæíûå òåððèòîðèè óëèö ðàéîííîãî çíà÷åíèÿ.
Îòìåòèì, ÷òî ìàêñèìàëüíàÿ íàãðóçêà ñîåäèíåíèé ñåðû â çèìíèé è ëåòíèé ïåðèîäû ñîñòàâèëà
0,94 ò/êì2*ñåçîí è 2,9 ò/êì2*ñåçîí, à ìèíèìàëüíàÿ – 0,61 ò/êì2*ñåçîí è 1,74 ò/êì2*ñåçîí ñîîòâåòñòâåííî, ÷òî â 1,5–2 ðàçà âûøå, ÷åì íà óëèöàõ
ìåñòíîãî çíà÷åíèÿ. Ïðè÷åì áîëüøå âñåãî ïîäâåðæåíû âîçäåéñòâèþ ñîåäèíåíèÿìè ñåðû òåððèòîðèè, ðàñïîëîæåííûå âáëèçè (5–10 ì) äîðîæíîãî ïîëîòíà.
Ìàêñèìàëüíûå çíà÷åíèÿ ýêîëîãè÷åñêèõ íàãðóçîê ñîåäèíåíèé àçîòà â çèìíèé ïåðèîä íà óëèöàõ îáùåãîðîäñêîãî, ðàéîííîãî è ìåñòíîãî çíà÷åíèÿ ñîñòàâèëè 0,21 ò/êì2*ñåçîí, 0,17 ò/êì2*ñåçîí
è 0,085 ò/êì2*ñåçîí ñîîòâåòñòâåííî. Òàêèå íàãðóçêè ïî ñîåäèíåíèÿì àçîòà èñïûòûâàþò â
îñíîâíîì ïðèäîðîæíûå òåððèòîðèè íà ðàññòîÿíèè äî 15 ì îò äîðîãè.  ëåòíèé ïåðèîä ýêîëîãè÷åñêèå íàãðóçêè ïî ñîåäèíåíèÿì àçîòà â 3-3,5
ðàçà âûøå, ÷åì â çèìíèé ïåðèîä ãîäà äëÿ óëèö
îáùåãîðîäñêîãî, ðàéîííîãî è ìåñòíîãî çíà÷åíèÿ è ñîñòàâèëè ñîîòâåòñòâåííî: 0,64; 0,61 è 0,29
ò/êì2 ñåçîí (òàáëèöà 4). Êðîìå òîãî, ñîåäèíåíèÿ àçîòà îêàçûâàþò ìàêñèìàëüíûå ýêîëîãè÷åñêèå íàãðóçêè íà ïðèäîðîæíóþ òåððèòîðèþ,
ðàñïîëîæåííóþ â 5–10 ì îò äîðîæíîãî ïîëîòíà. Ïðè óâåëè÷åíèè ðàññòîÿíèÿ íàãðóçêà ñíèæàåòñÿ â 1,5–2 ðàçà.
Ñðàâíåíèå ïîëó÷åííûõ íàìè äàííûõ ïî
ýêîëîãè÷åñêîé íàãðóçêå ñîåäèíåíèé ñåðû è àçîòà çà ãîä (òàáëèöà 5) ñ ñóùåñòâóþùèìè êðèòè÷åñêèìè íàãðóçêàìè ïî ñîåäèíåíèÿì ñåðû è àçîòà (òàáëèöà 1) ïîçâîëÿåò ïðîâåñòè ðàíæèðîâà-
ВЕСТНИК ОГУ 10`2005 Том 2. Естественные и технические науки
83
Естественные науки
íèå ïðèäîðîæíûõ òåððèòîðèé óëèö ãîðîäà
Îðåíáóðãà.
Òàê, ïî íàãðóçêàì ñîåäèíåíèé àçîòà 28% ïëîùàäè ïðèäîðîæíûõ òåððèòîðèé óëèö õàðàêòåðèçóþòñÿ îòíîñèòåëüíî áëàãîïîëó÷íîé ýêîëîãè÷åñêîé îáñòàíîâêîé (N<0,28), à íà 72% – ñêëàäûâàåòñÿ êðèòè÷åñêàÿ ýêîëîãè÷åñêàÿ ñèòóàöèÿ (0,3<N<1).
Ïî ñîåäèíåíèÿì ñåðû 74% ïëîùàäè óëèö
ãîðîäà ñëåäóåò îòíåñòè ê çîíå ñ êðèòè÷åñêîé
ýêîëîãè÷åñêîé ñèòóàöèåé (0,32<N<3) è 26% – ê
çîíå ñ ÷ðåçâû÷àéíîé ýêîëîãè÷åñêîé îáñòàíîâêîé (3≤N≤5).
Òàêèì îáðàçîì, îöåíêó êà÷åñòâà ïðèäîðîæíîé çîíû ëó÷øå ïðîâîäèòü ïî ñóììàðíîé
íàãðóçêå çàãðÿçíÿþùèõ âåùåñòâ è/èëè êîýôôèöèåíòó ïðåâûøåíèÿ ýòèõ íàãðóçîê íàä ôîíîâûìè. Ïðè÷åì ñóììàðíûå ýêîëîãè÷åñêèå íàãðóçêè ïîçâîëÿþò ïðîâåñòè ðàíæèðîâàíèå
ïðèäîðîæíîé òåððèòîðèè óëèö ïðîìûøëåííîãî ãîðîäà ïî óðîâíþ ýêîëîãè÷åñêîãî íåáëàãîïîëó÷èÿ, à ïî êîýôôèöèåíòó ïðåâûøåíèÿ íàãðóçîê ìîæíî îñóùåñòâèòü âûáîð ïðèîðèòåòíûõ ïðèìåñåé è îöåíèòü ïðîöåññ òðàíñôîðìàöèè ýêîñèñòåìû.
Òàáëèöà 4. Êîýôôèöèåíòû ïðåâûøåíèÿ ýêîëîãè÷åñêèõ íàãðóçîê íà óëèöàõ ðàçíîãî íàçíà÷åíèÿ
Êëàññèôèêàöèÿ
óëèö
Íàçâàíèÿ óëèö
Âîëîäàðñêîãî
Ãàãàðèíà
Ïð. Ïîáåäû (1)
Ïð. Ïîáåäû (2)
Òåðåøêîâîé (1)
Òåðåøêîâîé (2)
Òåðåøêîâîé (3)
×êàëîâà
Ñàëìûøñêàÿ
Óëèöû
îáùåãîðîäñêîãî
çíà÷åíèÿ
Óëèöû
ðàéîííîãî
Øåâ÷åíêî
çíà÷åíèÿ
Óëèöû ìåñòíîãî
Þí. Ëåíèíöåâ
çíà÷åíèÿ
Çíà÷åíèÿ êîýôôèöèåíòà ïðåâûøåíèÿ ýêîëîãè÷åñêèõ íàãðóçîê
ïî ñîåäèíåíèÿì àçîòà
ïî ñîåäèíåíèÿì ñåðû
ïî âçâåøåííûì âåùåñòâàì
5 ì 10 ì 15 ì 25 ì 5 ì 10 ì 15 ì 25 ì 5 ì 10 ì 15 ì 25 ì
3,2
5,6
2
1,6
6,2
5,2
8,7
6
14,5
7,2
5,7
5,5
3,2
1,6
7,2
5,2
7,2
6,3
7,1
6,3
21,8 22,3
8,4
4,8
2,6
2,6
6
4,7
5,6
6
5,9
5,5
39,8 21,6 38,2 17,9
1,6
5,7
6,5
5,6
6,3
6,7
6,7
5,7
17,7 10,4 13,3 14,7
2,8
1,9
7,8
6,3
6,1
6,8
6,5
5,8
26
25,9 12,5
5,9
4,1
8,2
4,2
3,5
7
6,4
7,6
5,7
12,5 12,7 12,5 11,8
2,4
3,4
5
4
6,4
5,9
7,2
6,2
9
9,5
6,6
5,7
6,8
5,9
4,4
2,4
5,1
5,9
8,1
6,1
21,9 27,8 13,6
10
2,8
5,3
2,1
1,5
5,4
5,2
5,5
6,6
13,5
9,3
8,3
7,8
6,6
2,1
7,5
2,1
8
7,8
6,5
6,6
51,5
51,1
11,3
8,2
2,4
3,5
1,9
1,9
4,5
4,3
4,4
4,5
2,6
2,3
1,4
1,3
Òàáëèöà 5. Âëèÿíèå ðàññòîÿíèÿ íà ýêîëîãè÷åñêèå íàãðóçêè ñîåäèíåíèé ñåðû è àçîòà
Êëàññèôèêàöèÿ
óëèö
Óëèöû
îáùåãîðîäñêîãî
çíà÷åíèÿ
Óëèöû ðàéîííîãî
çíà÷åíèÿ
Óëèöû ìåñòíîãî
çíà÷åíèÿ
Êîíòðîëü
Âîëîäàðñêîãî
Ãàãàðèíà
Ïð. Ïîáåäû (1)
Ïð. Ïîáåäû (2)
Òåðåøêîâîé (1)
Òåðåøêîâîé (2)
Òåðåøêîâîé (3)
×êàëîâà
Ñàëìûøñêàÿ
Øåâ÷åíêî
Çíà÷åíèÿ ýêîëîãè÷åñêèõ íàãðóçîê
ñîåäèíåíèé àçîòà, ò/êì2 ãîä, íà
ðàçëè÷íîì ðàññòîÿíèè îò äîðîãè, ì
5
10
15
25
0,104
0,33
0,59
0,21
0,17
0,33
0,17
0,75
0,55
0,27
0,27
0,63
0,49
0,17
0,6
0,68
0,59
0,29
0,2
0,81
0,66
0,43
0,85
0,44
0,37
0,25
0,36
0,52
0,42
0,71
0,62
0,46
0,25
0,3
0,55
0,22
0,16
0,69
0,22
0,78
0,22
Çíà÷åíèÿ ýêîëîãè÷åñêèõ íàãðóçîê
ñîåäèíåíèé ñåðû, ò/êì2 ãîä, íà
ðàçëè÷íîì ðàññòîÿíèè îò äîðîãè, ì
5
10
15
25
0,455
2,84
2,38
3,98
2,72
3,29
2,9
3,25
2,89
2,55
2,73
2,7
2,5
2,9
3,07
3,05
2,6
2,79
3,1
2,96
2,67
3,2
2,92
3,48
2,62
2,91
2,69
3,3
2,84
2,32
2,68
3,71
2,8
2,49
2,39
2,52
3,02
3,66
3,58
2,98
3,03
Þí. Ëåíèíöåâ
0,25
2,04
Íàçâàíèÿ óëèö
0,37
0,2
0,2
1,96
2,03
2,04
Ñïèñîê èñïîëüçîâàííîé ëèòåðàòóðû:
1. Êîìàðîâ Â.Ã., Øóíäðîâ Ñ.Þ. Ýêîëîãèÿ è àâòîìîáèëü // ÝêèÏ, 1996. – ¹8. – Ñ.36-42.
2. Ïðîòàñîâ Â.Ô., Ìîë÷àíîâ À.Â. Ýêîëîãèÿ, çäîðîâüå è ïðèðîäî ïîëüçîâàíèå â Ðîññèè. – Ì.: Ôèíàíñû è ñòàòèñòèêà, 1995. – 567 ñ.
3. Èëüêóí Ã.Ì. Çàãðÿçíåíèå àòìîñôåðû è ðàñòåíèÿ. – Êèåâ: Íàóê. äóìêà, 1978.– 147 ñ.
4. Èâëåâ Ë.Ñ. Õèìè÷åñêèé ñîñòàâ è ñòðóêòóðà àòìîñôåðíûõ àýðîçîëåé. – Èçä-âî ËÃÓ, 1982. – 366 ñ.
5. Ëóêàíèí Â.Í., Òðîôèìåíêî Þ.Â. Ïðîìûøëåííî – òðàíñïîðòíàÿ ýêîëîãèÿ: Ó÷åáíèê äëÿ âóçîâ, ïîä ðåä. Ëóêàíèíà Â.Í.– Ì.:
Âûñø. øê., 2001. – 273 ñ.
6. Íåãàòèâíîå âîçäåéñòâèå àâòîòðàíñïîðòà íà ñîñòîÿíèå îêðóæàþùåé ñðåäû è çäîðîâüå ÷åëîâåêà. – Ì.: Ìèíòðàíñ Ðîññèè, 2001.
7. Êîññîé Þ.Ì. Ãîðîäñêîé òðàíñïîðò â çåðêàëå ýêîëîãèè // Ýíåðãèÿ: ýêîíîìèêà, òåõíèêà, ýêîëîãèÿ. – 2001. – ¹1. – Ñ. 64-68.
84
ВЕСТНИК ОГУ 10`2005 Том 2. Естественные и технические науки