капотня

На правах рукописи
ооьоьи^"*-
Скибарко Алексей Петрович
МОНИТОРИНГ ТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ЗЕМЕЛЬ
ПРОМЫШЛЕННО-УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ
(НА ПРИМЕРЕ РАЙОНА КАПОТНЯ г. МОСКВЫ)
Специальность 25.00.26 - землеустройство, кадастр и мониторинг земель
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата географических наук
2 8 ФЕВ 2013
Москва 2013
Работа выполнена на кафедре землепользования и кадастров
ФГБОУ ВПО «Государственный университет по землеустройству».
Научный руководитель:
Шаповалов Дмитрий Анатольевич
доктор технических наук, профессор
Официальные оппоненты:
Братков Виталий Викторович
доктор геофафических наук, доцент,
ФГБОУ ВПО «Московский государственный
университет геодезии и картографии»,
заведующий кафедрой географии
Овечкин Сергей Васильевич
кандидат географических наук,
доцент, ГНУ Почвенный институт
им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии,
ведущий научный сотрудник
Ведущая организация:
Факультет почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова
Защита состоится «05» марта 2013 г. в 14- часов на заседании диссертационного
совета Д.220,025.03 при ФГБОУ ВПО «Государственный университет по землеустройству» по адресу: 105064, Москва, ул. Казакова, д. 15.
Отзывы на автореферат просим присылать по адресу: 105064, Москва,
ул. Казакова, 15, ФГБОУ ВПО ГУЗ, диссертационный совет.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Государственным университет по землеустройству».
Автореферат разослан и размещен на сайте университета: www.guz.ru и на
официальном сайте Министерства образования и науки Российской Федерации http://vak.ed.gov.ru
»
2013 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
кандидат географических наук
А.О. Хуторова
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы исследования. Рациональное использование и охрана
земель предполагает необходимость получения разносторонних и регулярно обновляемых данных об их состоянии в рамках мониторинга окружающей среды.
Результаты мониторинга как системы наблюдения, оценки и прогнозирования состояния почвенного покрова - связующего природные среды многофункционального звена, необходимы для осуществления планирования и застройки
отдельных районов и городов в целом, проведения государственного надзора за
состоянием городских земель, изменения функционального назначения отдельных зон городских земель, а также кадастровой оценки земель поселений.
К настоящему времени в Российской Федерации сформирована система монгггоринга окружающей среды, научные основы которой заложены и развиты в
трудах видных отечественных ученых М.Е. Берлянда, Ю.А. Израэля, Б.И. Кочурова, A.C. Курбатовой, Г.Л. Мотузовой, А.З. Разяпова, А.П. Сизова, Д.А. Шаповалова, A.C. Яковлева и других авторов. Научное обоснование организации рационального землепользования и кадастровой оценки земель воплощено в работах известных российских ученых A.A. Варламова, В.В. Вершинина, С.Н. Волкова,
С.А. Гальченко, П.В. Клющина, Н.Г. Конокотина и других авторов.
Вместе с тем, действующая система мониторинга не достаточно конкретизирована применительно к задачам локального уровня по выявлению изменений состояния земель внутригородских административных образований, не
обеспечивает получение объективной информации о загрязнении районов городских территорий с учетом суммирования негативных техногенных эффектов в различных компонентах природной среды. Мониторинг таких территорий проводится не в полном объёме, организационно, методически и процессуально разделен ведомственными и территориальными барьерами и не всегда дает адекватное представление о характере воздействия поллютантов и
закономерностях загрязнения окружающей среды химическими веществами в
условиях воздействия крупных промышленных комплексов.
Методическое обеспечение контроля и прогноза загрязнения районов городских территорий представлено рядом не полностью взаимоувязанных регламентов, процедур и систем оценок экологической безопасности, что не позволяет однозначно интерпретировать качество природной среды. Не в полной мере используются возможности современных средств математического моделирования для
прогноза загрязнения городских территорий промышленными предприятиями.
Решение этих задач особенно актуально применительно к промышленноурбанизированным территориям (ПУРТ) - городским территориям с высокой
плотностью населения, значительным промышленным производством, широко
развитыми транспортными сетями и системами жизнеобеспечения, оказывающими значительное техногенное воздействие на окружающую среду. Среди ви-
дов техногенного зафязнения, изменяющих свойства природной среды, химическое загрязнение имеет наибольшее значение, как по распространенности на
ПУРТ, так и по степени влияния на человека и экосистемы в целом.
Вышеизложенное обуславливает актуальность исследований, направленных на совершенствование методических средств оценки и прогноза техногенного химического загрязнения земель и восполнение дефицита информации о характере нарушений природной среды городских территорий, необходимой для рационального землепользования и ведения государственного учёта земель в государственном кадастре недвижимости.
Цель работы - выявить пространственные и временные закономерности
техногенного загрязнения промышленно-урбанизированных территорий в
районе расположения Московского нефтеперерабатывающего завода для совершенствования мониторинга земель и улучшения землепользования городского административного района.
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
1. Провести анализ теоретических, организационно-практических и методических аспектов экологического мониторинга земель.
2. Определить структуру, систематизировать перечень показателей, критериев и процедур мониторинга почв, воздушной и водной сред и разработать
методику комплексного экологического мониторинга городской территории
для условий воздействия промышленных предприятий.
3. Оценить природные характеристики ПУРТ (района Капотня г. Москвы) и техногенные факторы воздействия Московского нефтеперерабатывающего завода (МНПЗ) на урболандшафт.
4. Выявить с использованием разработанной методики временные и
пространственные закономерности загрязнения почв и других компонентов
природной среды в районе расположения МНПЗ за период 2007-2011 гг.
п провести геоэкологическое картографирование загрязнений территории.
5. Разработать предложения по улучшению землепользования района
Капотня г. Москвы и ведения государственного учёта земель в государственном кадастре недвижимости.
Научная новизна исследования. На основании интеграции исследований загрязнений в различных компонентах природной среды (почве, атмосферном воздухе, воде) разработана методика комплексного экологического
мониторинга для оценки состояния окружающей среды районов ПУРТ и определения вклада крупных промышленных предприятий в её изменение.
С использованием современных математических методов оценки оседания поллютантов, как функции времени и производительности непрерывно
действующего площадного источника, выявлены процессы образования зон
загрязнения городских территорий от источников промпредприятий.
Установлены пространственные и временные закономерности распространения химических загрязнителей в приземном слое атмосферы и почве
при различных режимах работы МНПЗ, в том числе, в результате прошлых
аварийных проливов нефти.
На основе результатов многолетних исследований определены регрессионные зависимости возрастания степени загрязнения почв химическими веществами от экспозиции.
Установлены корреляционные связи между показателями многокомпонентного зафязнения почвы, позволившие сформировать критерии для оценки ухудшения экологической обстановки.
Предложен способ оценки комплексного экологического состояния
ПУРТ с учётом весомости изменений компонентов природной среды, вызванных воздействием химических загрязнителей.
Теоретическая н практическая значимость работы. Полученные результаты расширяют и конкретизируют представление о характере распространения химических загрязнителей на территориях расположения крупных
промышленных предприятий, что является необходимым условием для проектирования функциональных зон районов ПУРТ.
Разработанная методика позволяет осуществлять динамическое наблюдение за распространением поллютантов в природных средах районов расположения промышленных комплексов и может быть использована при проведении ОВОС, в проектах реконструкции предприятий, при проведении экологической экспертизы технологий и промышленных объектов.
Результаты исследований реализованы в учебных курсах «Мониторинг земель» ГУЗ, при разработке доклада «О мерах по обеспечению экологической
безопасности при реализации крупных инфраструктурных проектов и ликвидации накопленного экологического ущерба» к заседанию президиума Государственного совета Российской Федерации от 09.06.2011, а также использованы при
разработке нормативной правовой документации: «Основ государственной полигики в области экологического развития Российской Федерации до 2030 г.»,
утвержденных Президентом Российской Федерации 30.04.2012; постановления
Правительства Российской Федерации от 19.07.2012 № 736 «О критериях значительного ухудшения экологической обстановки в результате использования земельных участков из земель сельскохозяйственного назначения с нарушением
установленных земельным законодательством требований рационального использования земли»; приказа Минприроды России от 08.07.2010 № 238 «Об утверждении Методики исчисления размера вреда, причиненного почвам как объекту охраны окружающей среды».
Методы исследования. В работе использовались методы системного
анализа, инструментальные методы оценки химического загрязнения компо-
нентов природной среды, статистического анализа, математического моделирования, геоинформационный и ландшафтный анализ.
Положения, выносимые на защиту:
1. Закономерности и картограммы пространственных конфигураций техногенного загрязнения территории района Капотня, учитывающие степень
влияния МНПЗ на компоненты природной среды.
2. Методика комплексного экологического мониторинга земель ПУРТ,
реализующая алгоритм и процедуры интеграции изменений компонентов
природной среды с учётом особенностей природных характеристик и техногенного воздействия расположенных на них промышленных предприятий.
3. Расчетно-инструментальные методы оценки и прогноза распространения химических веществ в окружающей среде для описания процессов образования зон загрязнения городских территорий от источников промышленных предприятий.
4. Рекомендации по землепользованию городского района (Капотня)
с учётом его градостроительных характеристик и изменения параметров техногенного воздействия промышленного предприятия (МНПЗ), направленные
на повышение качества окружающей среды.
Достоверность результатов подтверждается корректным использованием современных теоретических и экспериментальных методов исследования,
применением адекватных математических методов расчёта и обработки данных и основывается на согласованности результатов экспериментальных,
расчётных, геокартографических исследований и соответствии их общим
тенденциям фундаментальных и прикладных исследований в данной области.
Апробация результатов исследования. Основные положения диссертационной работы были представлены и доложены на VI Международной научнопрактической конференции «Проблемы землеустройства и кадастра в реализации
земельной политики государства» (Москва, 2010 г.), Международной научнопрактической конференции молодых ученых и специалистов «Землеустройство,
кадастр и геопространственные технологии» (Пенза, 2010 г.). Ill Всероссийской
научно-практической конференции с международным участием «Кадастр и геоинформационные технологии в управлении городским хозяйством» (Самара, 2011 г.).
Публикация результатов исследований. По материалам диссертации
опубликовано 9 работ, в том числе две в издании, рекомендованном ВАК
Министерства образования и науки Российской Федерации.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех
разделов, заключения, списка литературы из 181 наименования, в том числе
9 иностранных источников. Общий объем работы - 144 страницы, включая
22 рисунка, 24 таблицы.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
1. Теоретические и методические подходы к экологической
составляющей мониторинга городских земель
В
разделе
рассмотрены
научно-теоретические,
организационнопрактические и методические аспекты мониторинга земель. На основании
анализа теоретических представлений о почве, как универсальном регуляторе
природной среды, систематизированы экологические функции почв и механизмы взаимодействия природных и антропогенных факторов, в том числе
для урбанизированных территорий. Показано, что научными предпосылками
мониторинга являются нормирование (по гигиеническим и экологическим
критериям) качества земель и оценка эффектов техногенного воздействия, как
суммы нагрузок на все компоненты природной среды района ПУРТ.
Анализ нормативно-правовых документов и литературных материалов выявил недостатки организации мониторинга земель, препятствующие формированию единого информационного пространства состояния земель и оптимальному учёту их качества в государственном кадастре недвижимости. Показано,
что компенсация негативного техногенного воздействия на урбоэкосистемы
возможна за счет адекватной системы землепользования и оптимизации ведения
государственного кадастра недвижимости, основанных на результатах мониторинга почв и других компонентов природной среды.
Приведён анализ современного состояния математического моделирования переноса загрязнителей в окружающей среде. Выявлены оптимальные
модели распространения и распределения концентраций примесей в атмосферном воздухе и осаждения их на почву, адекватные средства геоэкологического картографирования и перечень факторов, определяющих степень химического загрязнения локальных зон городских территорий. Определены
направления совершенствования методики комплексного мониторинга ПУРТ
и обоснованы задачи диссертации.
2. Методики и характеристики объекта исследования
Для решения поставленных задач была разработана методика комплексного экологического мониторинга ПУРТ (Методика), интегрирующая, в соответствии с современными представлениями о качестве земельного участка
как состоянии почвенного покрова и всего, находящегося над и под поверхностью земли, исследования различных компонентов природной среды, алгоритм которой представлен на рисунке 1.
Методика может применяться для получения систематических данных
об экологическом состоянии земель ПУРТ, подверженных воздействию
крупных промышленных объектов; ранжирования селитебной территории
по напряжению экологической ситуации; градостроительного проектирования; разработки предложений по землепользованию; обоснования требований к факторам воздействия промышленных объектов и ведения государственного кадастра недвижимости.
Разработанная схема реализуется тремя основными этапами оценки:
промышленных объектов, исходных характеристик районов ПУРТ и параметров изменения природной среды.
Для оценки пространственного распределения загрязнителей в приземном слое атмосферы использована методика ОНД-86, в основе которой лежит
комбинированная модель рассеивания примеси.
Для выявле1шя плотности оседания загрязняющих веществ (ЗВ) на почву
и определения зон загрязнения территорий рекомендован расчетный метод
оценки оседания частиц ЗВ на подстилающую поверхность, представляющий
собой систему уравнений, учитывающих турбулентную и гравитационную
составляющую воздушного потока, время действия источника зафязнения,
объем выбросов и дисперсность загрязняющих веществ, характер подстилающей поверхности и скорость ветра.
Статистическая обработка данных проводилась методами математической статистики с использованием Microsoft Office Excel 2010. Определялись
средние значения параметров, показатели вариабельности, индексы и расчетные показатели. Работа с электронными картами осуществлялась с применением ГИС - Maplnfo.
На основании анализа экологической обстановки районов г. Москвы,
характеризующихся различными уровнями загрязнённости, в качестве объекта исследования была выбрана одна из наиболее проблемных территорий
города - район расположения МНПЗ (Капотня).
Капотня находится в юго-восточной части г. Москвы, которая относится
к окраине Мещерской равнины. Рельеф представляет собой плоскую, местами
заболоченную равнину с отметками, не превышающими 20-30 метров над
урезом р. Москва. В геологическом строении принимают участие четвертичные отложения, древнеаллювиальные отложения, коренные верхнеюрские
глины. Гидрогеологические условия характеризуются наличием надъюрского
водоносного горизонта. Климат умеренно-континентальный.
Почвенный покров района представляет собой типичные урбаноземы,
состоящие из суглинистых и песчаных почв в смеси с непочвенными материалами и привозными органосодержащими грунтами.
Рис. 1. Схема мониторинга ПУРТ в условиях техногенного воздействия
МНПЗ оказывает значительное влияние на все природные среды.
Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу составляют 13628,7 т/год из 332
источников; сток загрязняющих веществ составляет 1363547,77 м^год из
б потоков; предприятие образует 24633,975 т/год отходов (74 вида), из
которых 24633,975 т (22 вида) размещаются в производственной зоне. На
территории завода также имеет место несанкционированное размещение
нефтешламов в объеме 60000 м^.
3. Экологическое состояние городских земель района расположения
Московского нефтеперерабатывающего завода
В разделе представлены результаты анализа экспериментальных,
расчетных и теоретических исследований загрязнения природной среды
территории расположения МНПЗ, проведенных по разработанной Методике.
Уровень загрязнения приземного слоя воздуха, создаваемый выбросами
МНПЗ, измерялся в период 2007-2011 гг. передвижными станциями в 14
точках отбора проб и автоматической станцией контроля состояния
атмосферы, расположенной в 2-х км к северо-западу от МНПЗ.
Полученные единичные показатели состояния атмосферного воздуха
характеризовались периодическим превыщением нормативов по сероводороду
(более 3 ПДК), углеводородам бензиновым (2 ПДК), метилмеркаптану
(до 2 ПДК), фенолу (до 2 ПДК), взвешенным веществам (до 2 ПДК), оксиду
углерода (до 2 ПДК). Степень и частота превышений ПДК имеет вероятностный
характер и определяется сочетанием климатических условий.
Закономерности распределения и пространственные конфигурации загрязнения из 128 источников МНПЗ выявлены на примере расчета рассеивания в приземном слое атмосферы наиболее значимого поллютанта - сероводорода и приведены на рисунке 2.
Достоверность расчетных данных подтверждается результатами анализа
суточной динамики концентрации сероводорода на станции контроля в
Марьи1ю (точка М) за период 2009-2010 гг. Данные свидетельствуют о периодическом (до 5%) превышении ПДК на расстоянии 2-х км от источников
выбросов (в точке М) и варьируют около рассчитанной средней концентрации - 0,003 мг/м'. Полученные расчетным путем зоны загрязнения атмосфер1ЮГ0 воздуха от выбросов МНПЗ соответствуют результатам наблюдений
ФГБУ «Московский ЦГМС-Р». Так, при ветрах восточного, северовосточного, юго-восточного направлений выбросы МНПЗ поступают на жилые кварталы районов Капотни, Марьино, Братеево, при ветрах западного,
северо-западного и юго-западного направлений - на жилые кварталы
г.г. Дзержинского и Котельники.
10
Рис.2. Расчет рассеивания сероводорода, выбрасываемого МНПЗ
Выбросы от МНПЗ, автотранспорта и оседание поллютантов, находящихся в
атмосферном воздухе, приводят к химическому зафязнению почв. Состояние
почв оценивалось в период 2007-2011 гг. на основании результатов анализа проб
с глубины 0-20 см в 15 различных точках селитебной зоны, а также на производственной территории МНПЗ. В период наблюдения 2007-2008 гг. выявлены превышения ПДК в почве по единичным показателям: тяжелыми металлами - медь
(2,8 ПДК), цинк (7,5 ПДК), никель (1,9 ПДК), кадмий (7,8 ПДК), свинец
(13,6 ПДК), мышьяк (4,8 ПДК); бенз(а)пирену (7750 ПДК); нефтепродуктам
(превышение допустимого уровня содержания в 13 раз). В период 2010-2011 гг.
содержание тяжёлых металлов (как валовая, так и подвижные формы) превышало
установленные нормативы в единичных случаях. Концентрация бенз(а)пирена
превышала ПДК в одной точке отбора проб.
В результате наблюдения за уровнем загрязнения в период с июня 2008 г.
по июнь 2011 г. в точке динамического контроля установлена устойчивая тенденция к нарастанию в почве содержания свинца, кадмия, меди, марганца и
11
хрома. Такая тенденция наиболее адекватно отражается уравнениями вида:
С=а+Ь*1, где С - концентрация поллютанта в почве (мг/кг); 1 - время (месяц);
а и Ь - коэффициенты, значения которых приведены в таблице 1.
Таблица 1
Значения параметров уравнений регрессии
Коэффициент
Вещество
Статистический показатель
а
Ь
1-критерий
Р
Свинец
-0,61
0,25
5,70
<0,05
1
Кадмий
-0,10
0,02
2,47
<0,05
1
1
Медь
-0,66
0,29
2,45
<0,05
Марганец
-2,90
1,25
5,54
<0,05
Хром
-2,96
0,59
5,87
<0,05
1
1
1
Так как коэффициент Ь указывает на скорость накопления химического
веществ в почве, выявленные зависимости могут быть использованы для
прогноза
времени
достижения
предельно-допустимой
концентрации
загрязняющего вещества и экологически допустимого состояния (ЭДС) почв.
В частности, при условии сохранения существующей экологической
ситуации время достижения ПДК для свинца составит 11 лет, для меди IО лет, а ЭДС 2 и 2,5 года, соответственно.
Степень многокомпонентного химического загрязнения почв рассчитывалась по суммарным показателям
и К„. Оценка уровней загрязнения почв
основывагтась на соотнесении результатов суммирования эффектов многокомпонентного загрязнения по критерию 2с с общепринятыми значениями
степеней шкалы опасности (МУ 2.1.7.730-99). На основании результатов расчётов построены карты химического загрязнения района расположения
МНПЗ, отражающие пространственно-фрагментарный характер загрязнения
почв различной степени опасности. Геоэкологическая карта загрязнения почв
20II г. представлена на рисунке 3.
Кроме того, была проведена общая оценка загрязнения почв района в
соответствии с кратностью и частотой превышения значений Ъ^ и ПДК
медико-экологических критериев на общей площади почвенного покрова в
соответствии с МУ 2510/5716-97-32. В 2007-2008 гг. степень загрязнения
района соответствовала категории «опасная», в 2011 г. снизилась до
категории «умеренно опасная».
12
Наблюдаемая динамика состояния почв, на первый взгляд, имеет
противоречивый характер. С одной стороны, наблюдается постоянное
оседание и накопление поллютантов на значительно загрязнённую в 2007 г.
почву, с другой, улучшение в 2011 г. состояния почвенного покрова.
Анализ совокупности факторов, воздействующих на почву селитебной
зоны, показал, что причиной наблюдаемых позитивных изменений явились
природоохранные мероприятия Департамента природопользования и охраны
окружающей среды г. Москвы по оздоровлению почв в местах интенсивного
загрязнения, реализующиеся вывозом загрязнённых почв и покрытием
новыми почвогрунтами площади 245 га района Капотня.
1
- допустимая степень загрязнения почвы;
почвы;
2
- умеренно опасная степень загрязнения
- опасная степень загрязнения почвы; Н | | |
загрязнения почвы;
- чрезвычайно опасная степень
- граница М Н П З .
Рис. 3. Карта загрязнения почв в районе расположения МНПЗ 2011 г.
Таким образом, выводы, сделанные по результатам измерения уровня
химического загрязнения почв в различные временные срезы, могут быть недостоверными, если они не опираются на результаты анализа природоохран-
13
ной практики и закономерности рассеивания и распределения поллютантов в
окружающей среде.
Для определения вклада МНПЗ в общую картину загрязнения почв нами
на примере хрома был проведён расчёт зон загрязнения территории района с
использованием метода оценки оседания поллютантов. Анализ результатов,
представленных на рисунке 4, свидетельствует о том, что хром, судя по площади распространения, как и другие загрязняющие вещества из источников
выбросов МНПЗ, вносит незначительный вклад в загрязнение почв селитебной территории, в основной своей массе оседая в производственной зоне. На
территории предприятия в сравнении с селитебной зоной содержание тяжёлых металлов в почве увеличено в 50-100 раз, содержание нефтепродуктов
практически на порядок превышает норму.
Рис. 4. Зоны осаадения хрома из выбросов МНПЗ
на подстилающую поверхность
14
в общем виде расчётный метод, выявляя относительный вклад выбросов
предприятий в зафязнение почв, позволяет, при условии установления основных трендов, осуществлять прогноз времени достижения критических
концентраций химических веществ и, тем самым, определять сроки и необходимый объём планируемых исследований.
В ходе исследования установлена тесная корреляционная связь между
суммарными показателями
и Кп на уровне г = 0,96, что позволило сформировать диагностические диапазоны шкалы оценки многокомпонентного загрязнения почв по критерию превышения ПДК по аналогии с общепринятой
шкалой опасности, основанной на значениях показателя
Следствием выявленной зависимости явилось придание коэффициенту К п диагностической
значимости в системе исчисления размера вреда, причиненного почвам, и
оценки значительного ухудшения экологической обстановки (постановление
Правительства РФ от 19.07.2012 № 736).
Зафязнение городских территорий также может быть следсгвием г1рош;юй
деятельности предприятий. В рамках оценки отдаленных экологических последствий выявлена площадь зафязнения нефтепродуктами почв и подземных вод
(более 0,5 га), находящаяся между территорией МНПЗ и р. Москва. Степень их
загрязнения варьирует от допустимой в восточной части склона до опасной и
чрезвычайно опасной в центральной и нижней части склона (рис. 3).
Анализ характера загрязнений свидетельствует о том, что распределение
концентраций нефтепродуктов в почве независимо от глубины отбора проб.
Наблюдаемое явление, на наш взгляд, обусловлено значительными проливами нефти, скопившейся на уровне водоупора плотных верхнеюрских глин
оксфордского яруса, которые в периоды переполнения резервуаров подземных вод выдавливаются, проникают по трещинам, капиллярам и порам, создавая нефтяные макроструктуры почвенного профиля. Не исключена возможность их проникновения в р. Москва.
Превышения ПДК в поверхностных водах р. Москва выявлены для нефтепродуктов, фенолов, формальдегида. В годовой динамике применительно к
нефтепродуктам установлены две закономерности. Во-первых, это общее
снижение степени загрязнения поверхностных вод в период с 2008 по 2010 гг.
Во-вторых, увеличение степени загрязнения вод после МНПЗ вниз по течению реки. Значения комплексного показателя загрязнения вод в целом повторяют тенденции, выявленные для нефтепродуктов, что подтверждает многокомпонентное негативное воздействие МНПЗ на окружающую среду.
На основании полученных даннььх о зафязнении во всех компонентах при
родной среды была проведена комплексная оценка экологического состояния района. Для решения этой задачи разработана пятиуровневая шкача, включающая категории: «удовлегворительная» (< 0,5 баллов); «нарушенная» (0,5-2,0); «напря15
женная» (2,0-3,5); «критическая» (3,5-6,0); «катастрофическая» (> 6,0), и способ
расчёта комплексного показателя. Оценка заключалась в наховдении отношения
числа, выражающего интенсивность загрязнения исследуемой территории (П^омлл),
к системе количественных диагностических критериев путём суммирования показателей зафязнения природных сред с учётом их весомости по формуле:
¡=1
где
- суммарный показатель загрязнения компонента природной среды, балл;
К1 - коэффициент весомости вклада показателя П; в комплексную
оценку загрязнения природной среды.
Экологическое состояние района Капотня в 2007 г. оценено категорией
«напряжённая» (3,0 балла), которая показывает, что природная среда не справляется с антропогенными нагрузками. Качество природной среды в 2011 г. соответствовало категории «нарушенная» (1,6 балла), что свидетельствует о наличии нарушений её компонентов обратимого характера и может быть расценено как удовлетворительное для существования человека.
Результаты проведённых исследований позволили сделать обобщения методического характера и сформулировать предложения по совершенствованию мониторинга городских земель. Они заключаются в: интеграции исследований загрязнения различных компонентов природной среды; внедрении разработанного
алгоритма мониторинга; включении в экологический мониторинг методов математического моделирования распространения полютантов в природной среде; выборе
совокупности методов, процедур, показателей и критериев оценки исходя из особенностей промышленно-урбанизированных территорий; учёте возможной аддитивности эффектов различных классов токсикантов при их воздействии на почвенные покровы; включении в процедуру мониторинга этапа оценки экологических
последствий прошлой деятельности; необходимости анализа природоохранной
деятельности на обследуемой территории, проведённой в течение предшествующих 2-х лет; дополнении монт-оринга оценкой качества природных сред по критериальным значениям экологических параметров; возможности использования
значений показателя Кп в качестве критериев для оценки ущерба, нанесенного
почвам посредством зафязнения; дополнении мониторинга способом количественной оценки комплексного состояния природной среды терригорий.
Применение Методики мониторинга актуально при реализации постановления Правительства Москвы от 22.02.2012 № 64-ПП, предписывающего
создание кадастра загрязнённых земель в 2013 г.; ранжирование земельных
участков по степени экологической безопасности в 2014 г.; разработку мероприятий по рекультивации для каждого конкретного участка в 2015-2016 гг.
16
4. Основные направления улучшения экологического состояния п
землепользования района Капотня
В разделе обоснованы рекомендации по оптимизации землепользования
и экологического состояния района Капотня, а также предложения по совершенствованию ведения государственного кадастра недвижимости.
Кроме определённой экологической напряжённости в районе Капотня
сложилась типичная для городских территорий диспропорция соотношений
функциональных зон и параметров градостроительного регламента. Площадь
промышленных зон составляет 62,5%, зон многоквартирной застройки - 15%
от общей площади района, часть территории, включая водоохранную зону,
практически выведена из землепользования, озеленённость находится на
уровне 15,1 м^/чел., что подпадает под критерий «ниже нормы».
В этих условиях инструментом оптимизации экологического состояния
территории и благополучия населения может служить рациональное землепользование, направленное на корректировку регламентов эксплуатации производственных объектов и компенсацию эффектов их техногенного воздействия.
В общем виде алгоритм улучшения землепользования городских административных районов можно представить как реализацию последовательных
этапов: определения экологического состояния территории; оценка вклада в
загрязнение земель расположенных на ней промышленных предприятий;
ранжирования компонентов природной среды района по степени их негативного воздействия на человека; разработки приоритетных путей нейтрализации техногенного воздействия предприятий, в том числе, за счёт изменения
параметров функциональных зон; определения мер компенсации антропогенной нагрузки для восстановления экологических функций почв; оптимизации
градостроительных характеристик путём реконструкции существующих объектов капитального строительства и мер ограничительного характера по реализации новых строительных проектов.
Наибольшее негативное воздействие на население района Капотня оказывает зафязнённость атмосферного воздуха, прежде всего, сероводородом и меркаптанами, обладающими сильным раздражающим действием. В этой связи
предложения по улучшению экологической обстановки района, по нашему мнению, следует начинать с разработки мероприятий по снижению массы выбросов
загрязняющих веществ, покрывающих селитебную зону.
Для улучшения качества воздушной среды района необходима реализация плана по модернизации технологических процессов и очистки выбросов
загрязняющих веществ МНПЗ путём внедрения установки получения серы с
блоком доочистки хвостовых газов, обеспечивающих снижение выбросов по
сероводороду до 50%.
17
Для условий модернизации МНПЗ нами был произведён прогнозный
расчёт распространения сероводорода в приземном воздушном слое, который
свидетельствует о возможности значительного сужения плошади (на 68%)
превышения ПДК в атмосфере района. В этом случае построение санитарнозашитной зоны, границы которой проходят в южном направлении по изолинии ПДК, по предлагаемому на рисунке 5 плану, в основном устранит негативное воздействие МНПЗ на атмосферный воздух селитебной зоны, но потребует частичного изменения функциональных зон путём уменьшения размеров жилой зоны и замены её в этой части на озеленённую зону.
Исходя из оценки градостроительных характеристик и прогноза экологической обстановки, кроме предполагаемого изменения границ функциональных зон района необходимо изыскать территориальный ресурс для дополнительного создания природозамещающих элементов ландшафта. Решение этой
задачи может быть достигнуто созданием многофункциональных парковых, а
также природно-рекреационных зон; комплексным благоустройством жилых
территорий; изменением части жилых и коммунальных зон на озеленённую;
изоляцией загрязнённых территорий буферными зелёными зонами; увеличением озеленённости улиц посредством высаживания одиночных деревьев на
имеющихся открытых незапечатанных поверхностях почвы размером 3 - 5 м^;
восстановлением и озеленением водоохраной зоны р. Москва.
При условии реализации предложенных рекомендаций площадь территорий, покрытых зеленными насаждениями, составит 82 га, что приведёт к
уровню озеленённости в 30 м'/чел и соответствию её критерию нормы, а соотношение площади зелёных насаждений общего пользования к общей площади селитебной зоны достигнет рекомендуемого показателя и составит
22,5%. Кроме того, при планировании новых строительных и дорожных проектов должна предусматриваться компенсация увеличивающихся искусственных покрытий запечатанности селитебной зоны, которая составляет в настоящее время 70% района, с целью сохранения для экоурбосистемы универсального фильтра и поглотителя - почвы.
Таким образом, снижение интенсивности техногенного воздействия, ликвидация последствий химического загрязнения почв, недопущение перехода
загрязняющих веществ в сопредельные природные среды и трансформация
пространственно-экологической организации территории будет способствовать установлению функционального равновесия компонентов природной
среды и сохранению состояния здоровья жителей района.
Для компенсации ущерба и финансирования восстановительных мероприятий загрязнённых городских территорий необходима постоянно действующая система информационного обеспечения контроля состояния земель.
С этой целью предлагается введение результатов мониторинга в Реестр объ-
18
ектов недвижимости, как составной части ГКН, в дополнение к границам и
координатам земельнь[х участков.
' - ИЧОЛИНИЯ К011центрации сероводорода, равная 1 ПДК, в случае снижения вмбросов предприятием сероводорода на 50%; О - О - ^ - ориентировочная граница санитарно- {ащит ном чоны. предусмотренная СанПнИ 2.2,1/2.1.1.1200-03; ^ 1 4 - 11редла| аемая граница саничарно-чащитной зоны;
^^' - зона жилых районов; г й - промышленная зона; ^ ^ - озеленная территория;
- специалпзнрованная зона; Ш - мног офункциональная парковая и природно-рекреапнонная зона;
- особо
охраняемая природная территория; — " — • - граница М Н П З .
Рис. 5. Перспективное функциональное зонирование района Капотня
Технологически этот процесс обеспечивается вводом в действие в ближайшее время сегмента «Состояние окружающей среды» единой Федеральной информационной системы Государственного фонда данных, а нормативно - принятием соответствующих законодательных и подзаконных актов Российской Федерации.
19
До их принятия реализация такого подхода возможна в русле составления и регистрации паспортов и реестра городских почв г. Москвы. Необходимыми показателями качества почв земельных участков для включения в
паспорт городских почв и, в дальнейшем, в Реестр объектов недвижимости,
как составной части государственного кадастра недвижимости, являются:
экологические (содержание химических веществ в почве и суммарный показатель загрязнения почв); почвенные (мощность профиля и гумусового горизонта, содержание гумуса, гранулометрический состав), а также источники
загрязнения и нарушения земель.
Включение сведений о состоянии городских земельных участков в Реестр объектов недвижимости является основой для принятия эффективных
мер экономического регулирования охраны почв и рационального землепользования городских территорий.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. На основании анализа литературных материалов выявлена актуальность и необходимость совершенствования экологического мониторинга
земель промышленно-урбанизированных территорий, как универсального
регулятора природной среды, в направлении интеграции исследований загрязнений компонентов природной среды, внедрения методов математического моделирования распространения загрязняющих веществ, оценки роли
промпредприятий в загрязнении земель, унификации методических документов и организации его проведения. Показано, что результаты мониторинга земель являются информационной основой рационального землепользования городских территорий и необходимым дополнением государственного кадастра недвижимости.
2. Разработана и апробирована на материале исследования административного района г. Москвы методика комплексного экологического мониторинга промышленно-урбанизированных территорий, включающая алгоритм, взаимоувязанные перечни единичных, суммарных и комплексного
показателей для воздушной, водной сред, почв и их критериальные значения, инструментальные, расчетные и геоинформационные процедуры исследований, позволяющая кроме контроля химического загрязнения земель, выявлять динамику изменения концентраций поллютантов, проводить комплексную оценку экологического состояния городских земель и
определять вклад промпредприятий в нарушение земель с учетом изменения параметров техногенного воздействия.
3. Систематизированы факторы и интенсивность техногенного воздействия МНПЗ на атмосферный воздух, почву, водную среду и детализирова-
20
ны параметры 128 источников предприятия, необходимые для математического моделирования распространения загрязняющих веществ в атмосфере
и почве. Выявлены климатические параметры, геоэкологические особенности строения территории, состав и характеристики почв, обуславливающие
особенности процесса техногенного загрязнения района Капотня.
4. В результате проведенных исследований установлены закономерности загрязнения атмосферного воздуха и почв, отражающие вероятностный
характер распространения поллютантов на территории района расположения МНПЗ в зависимости от климатических условий и объемов выбросов
предприятия; вклад МНПЗ в загрязнение почв селитебной и производственных зон; математические зависимости, адекватно отражающие процесс
накопления загрязнителей в почве; механизм утраты фрагментом ландшафта средоформирующей функции; влияние предприятия на загрязнение водных объектов; возможности использования значений показателя многокомпонентного загрязнения почвы (Кп) в качестве критерия ухудшения экологической обстановки.
5. С применением разработанной количественной шкалы категорий химического загрязнения городских территорий определено экологическое состояние района Капотня, как напряженное в 2007 г., нарушенное в 2011 г., и
выявлены причины наблюдаемой динамики, заключающиеся в масштабной
санации загрязнённых почв территории района. На основании результатов
исследований, выявленных закономерностей и проведенных расчетов сформированы геоэкологические картограммы химического загрязнения компонентов природной среды и района в целом.
6. С использованием алгоритма оптимизации землепользования разработаны предложения по улучшению землепользованию района Капотня с
учётом коррекции негативного воздействия МНПЗ на селитебную зону и
создания природозамещающих элементов городского ландшафта, реализация которых позволит повысить качество окружающей среды и здоровья
жителей района. Обоснована необходимость и пути реализации дополнения
перечня показателей паспорта городских почв экологическими параметрами с указанием источника загрязнения с последующим включением их в
государственный кадастр недвижимости для повышения эффективности
охраны почв промышленно-урбанизированных территорий.
21
Список работ, опубликованных по теме диссертации
1. Особенности мониторинга земель промышленно-урбанизированных
территорий (на примере г. Москвы) / А.П. Скибарко, Д.А. Шаповалов // Проблемы управления земельными ресурсами страны на современном этапе:
сб. науч. тр.- М: ГУЗ., 2010. - С. 180-183.
2. Пути совершенствования мониторинга земель промышленно-урбанизированных территорий / А.П. Скибарко // Проблемы землеустройства и кадастра недвижимости в реализации земельной политики государства: материалы VI Международной науч.-практ. конф. - Пенза: ПГУАС, 2010. С. 88-90.
3. Экологические аспекты землепользования промышленно-урбанизированных территорий в условиях техногенного загрязнения земель / А.П. Скибарко // Землеустройство, кадастр и геопространственные технологии: материалы
VI Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов (8-9 декабря 2010 года). - М.: ГУЗ, 2011,- С. 245-250.
4. Мониторинг загрязнения почв Северного административного округа г.
Москвы тяжелыми металлами 1 класса опасности и бенз(а)пиреном / В.В. Горин, П.А. Васильев, Б.В. Буринова , Д.А. Шаповалов, А.П. Скибарко // Проблема землепользования на современном этапе: сб. науч. тр. - М.: ГУЗ., 2011. С. 109-113.
5. Методическое обеспечение мониторинга земель в районах расположения промышленных предприятий / А.П. Скибарко // Проблема землепользования на современном этапе: сб. науч. тр. - М.: ГУЗ, 2011,- С. 228-233.
6. Предварительные результаты изучения загрязнения почвенного покрова локальных городских территорий / А.П. Скибарко // Научные проблемы
землепользования и кадастров различных отраслей хозяйственного комплекса: сб. науч. тр. - М.: ГУЗ, 2011.- С. 150-155.
7. Комплексная экологическая оценка загрязнений локальных городских
территорий / А.П. Скибарко // Кадастр и геоинформационные технологии в
городском хозяйстве: материалы III Всероссийской научно-практической
конференции с международным участием. - Самара, 2011,- С. 108-115.
8. Использование комплексных показателей для мониторинга загрязнений локальных зон промышленно-урбанизированных территорий / А.П. Скибарко, Д.А. Шаповалов // Экологические системы и приборы. - 2012. - № 9. С. 13-19.
9. Вопросы подготовки и контроля качества искусственно созданных
грунтов для озеленения московских газонов / А.Ю. Щербаков, С.Ю. Карев,
B.C. Абрамцев, И.С. Прохоров, Д.А. Шаповалов, А.П. Скибарко // Экологические системы и приборы. - 2 0 1 2 . - № 10. - С. 28—33.
Работы № № 8, 9 опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК.
22
6
Редакционно-издательский отдел ГУЗ
Сдано в производство 25.01.2013. Подписано в печать 25.01.2013.
Формат 60.\ 84'/1б. Объем 1,0 п.л. Бумага офсетная.
Тираж 120 экз. Заказ №
Отдел оперативной полиграфии ГУЗ
105064, г. Москва, ул. Казакова, 15
24