Эколого-географический анализ и оценка гидроэкологического риска на территории восточного донбасса в связи с реструктуризацией угольной промышленности
Скачать 343.56 Kb.
|
на правах рукописи Гибков Евгений Викторович ЭКОЛОГО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И ОЦЕНКА ГИДРОЭКОЛОГИЧЕСКОГО РИСКА НА ТЕРРИТОРИИ ВОСТОЧНОГО ДОНБАССА В СВЯЗИ С РЕСТРУКТУРИЗАЦИЕЙ УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ специальность 25.00.36 – Геоэкология Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук Ростов-на-Дону 2011 Работа выполнена на кафедре геоэкологии и прикладной геохимии ФГАОУ ВПО «Южный федеральный университет»
Защита состоится «27» декабря 2011 г. в 12.00 на заседании диссертационного совета Д 212.208.12 при ФГАОУ ВПО «Южный федеральный университет» по адресу: 344090, г. Ростов-на-Дону, ул. Зорге, 40, геолого-географический факультет, ауд. 201. С диссертацией можно ознакомиться в зональной научной библиотеке ФГАОУ ВПО «Южный федеральный университет» по адресу: 344090, г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 148. Автореферат разослан 27 ноября 2011г. Ученый секретарь диссертационного совета кандидат географических наук, доцент Т.А. Смагина ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. Восточный Донбасс располагается на западе Ростовской области и охватывает территории Белокалитвенского, Красносулинского, Октябрьского, Каменского и Родионово-Несветайского административных районов. На протяжении многих лет он является одним из наиболее проблемных в экологическом отношении регионов Российской Федерации. Природный комплекс здесь подвергается интенсивному техногенному воздействию. Основной вклад в осложнение экологической ситуации вносят предприятия угольной промышленности. Начавшаяся в 90-е годы реструктуризация угледобывающей отрасли, основу которой составляет ликвидация нерентабельных шахт, заметно усилила негативные явления. Ликвидация шахт на территории Восточного Донбасса привела к возникновению и развитию значительного количества негативных последствий. Основные проблемы связаны с подъемом уровня подземных вод, подтоплением и заболачиванием территории, ухудшением качества воды поверхностных и подземных водных объектов, выделением из выработок токсичных и взрывоопасных газов, активизацией микросейсмических явлений. Геоэкологические проблемы Восточного Донбасса, в том числе в связи с реструктуризацией угольной промышленности рассматривались многими исследователями (Кушнарев, Хаванский, Приваленко, 1996; Хаванский и др., 2000; Закруткин и др., 2000; Никаноров, Страдомская, Иваник 2002; Глазовский, Закруткин и др., 2003; Гавришин, Климова 2003; Никаноров, 2004; Приваленко и др. 2004; Приваленко 2005; Мохов, 2005; Федоров, Рылов, 2006; Гавришин, Корадини, 2009; Закруткин, Иваник, Гибков, 2010). Вместе с тем, необходимо признать, что изученность состояния речных вод региона до сих пор остается на низком уровне. Хотя среди перечисленных экологических проблем именно ухудшение гидроэкологической обстановки заслуживает особого внимания. Дело в том, что ликвидация выработанных шахт преимущественно «мокрым способом» сопровождается извлечением на дневную поверхность и сбросом в поверхностные водные объекты значительных объемов техногенно измененных подземных (шахтных) вод. По сравнению с исходными, подземными шахтные воды более минерализованы за счет высоких концентраций сульфатов, а также содержат повышенное количество железа, марганца и алюминия. При этом, как выяснилось (Гавришин, 2001; Мохов, 2005; Закруткин, Скляренко, Гибков, 2011) наиболее высокой степенью минерализации характеризуются шахтные воды ликвидируемых шахт. Важно отметить, что наибольшее воздействие испытывают малые реки Восточного Донбасса. Многие из них утратили свои природные функции, происходит массовая гибель зоо- и фитопланктона, стало невозможным использование поверхностных вод не только для питьевых нужд населения, но и водопоя скота, полива и других хозяйственных целей. В этой связи выявление основных источников поступления загрязняющих веществ в реки, оценка степени загрязненности поверхностных водотоков, находящихся под влиянием ликвидированных шахт и районирования территории Восточного Донбасса по степени остроты гидроэкологического риска является задачей первостепенной важности. Целью работы является выявление пространственно-временных закономерностей изменения гидроэкологической ситуации в Восточном Донбассе в связи с реструктуризацией угледобывающей промышленности. Поставленная цель предопределила необходимость решения следующих задач:
Объект и предмет исследований. Основными объектами исследований являются реки Восточного Донбасса, испытывающих сильное антропогенное воздействие, в том числе предприятий угледобывающей промышленности. К предмету исследований относится эколого-географический анализ и оценка гидроэкологического риска в связи с ликвидацией нерентабельных угольных шахт. Научная новизна работы заключается в следующем:
Практическая значимость работы. Полученные результаты обеспечивают геоэкологическую оценку и прогноз состояния малых рек в условиях техногенного воздействия при ликвидации нерентабельных шахт и могут служить основой при определении приоритетности водоохранных мероприятий и подготовке программ по оздоровлению окружающей среды в Восточном Донбассе. Материалы и методы исследований. Фактический материал исследований был получен автором в ходе работ по геоэкологической оценки территории Восточного Донбасса в связи с реструктуризацией угледобывающей промышленности, проводимых на протяжении последних лет коллективом кафедры геоэкологии и прикладной геохимии ЮФУ под руководством профессора В.Е. Закруткина. Наряду с результатами собственных исследований, в диссертации использовались данные Центра социально-экологического мониторинга Восточного Донбасса (г. Шахты) по состоянию речных и шахтных вод. Также в диссертации были обобщены и проанализированы публикации, касающиеся источников формирования химического состава речных вод в регионе, особенностей влияния реструктуризации угледобывающей отрасли на окружающую среду, методик оценки качества речных вод и проведению гидроэкологического районирования. Статистической обработке подвергнуто 3840 проб речной воды с анализом рН, концентрации растворенного в воде кислорода, главных ионов, сумма ионов (по сухому остатку), концентрации соединений 13 металлов (Feобщ, Al, Be, Co, Cr, Cd, Li, Mn, Cu, Ni, Pb, Sr, Zn), в том числе 40 для выявления фоновых значений химического состава речных вод и 26 для проведения оценки методами биотестирования. Основой работы являлся системный подход, ориентированный на комплексную оценку объектов исследования. Он был реализован с помощью метода комплексной оценки степени загрязненности поверхностных вод по гидрохимическим показателям, разработанного сотрудниками Гидрохимического института Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды В.П. Емельяновой и Е.Е. Лобченко (Методика…, 2004). В сравнении с традиционным показателем загрязнения воды (ИЗВ) данный подход позволяет дать более объективную оценку качества поверхностных вод, поскольку учитывает не только отношение отдельных элементов и соединений к их предельно-допустимым значениям, но и частоту повторяемости ПДК и оценку комплексности загрязнения. Наряду с этим, применялись следующие методы исследований: статистический, картографический, сравнительно-географический и балльных оценок. При составлении картосхем использовались возможности графических пакетов Corel DRAW 13, Golden Surfer 8, Microsoft SQL Server. Личный вклад автора выразился в непосредственном участии на всех этапах исследований при планировании работ, сборе и обобщении статистической и литературной информации, оценке объемов поступления загрязняющих веществ в речную сеть, оценке влияния реструктуризации на качество речных вод, определении уровня загрязненности рек Восточного Донбасса, составлении карт районирования по степени остроты гидроэкологического риска. Соответствие диссертации паспорту специальности. Тема диссертационной работы соответствует паспорту специальности 25.00.36 -«Геоэкология», так как изучение динамики компонентов природного комплекса в условиях антропогенного воздействия в результате реструктуризации угольных шахт входит в круг задач геоэкологии. Проведены исследования по следующим направлениям в отрасли «Науки о Земле»: 1) п.1.8. «Природная среда и геоиндикаторы ее изменения под влиянием урбанизации и хозяйственной деятельности человека», п. 1.9 Оценка состояния, изменения и управления современными ландшафтами, п. 1.13. «Динамика, механизм, факторы и закономерности развития опасных техноприродных процессов, прогноз их развития, оценка опасности и риска…». Основные защищаемые положения: 1. Техногенные воды ликвидируемых нерентабельных шахт являются одним из основных источников загрязнения поверхностных вод Восточного Донбасса. Их доля в общем объеме загрязняющих веществ, поступающих в речную сеть, варьирует от 21% в бассейне Северского Донца до 48% в бассейне Тузлова. 2. По степени загрязненности вода рек Восточного Донбасса соответствует 4 и 5 классам – «очень грязная» и «экстремально грязная». При этом реки бассейна р. Тузлов характеризуются наихудшим качеством воды. 3. Реструктуризация угольной промышленности и связанная с ней ликвидация нерентабельных угольных шахт заметно ухудшают и без того напряженную гидроэкологическую обстановку в Восточном Донбассе, в результате чего за последние десять лет произошел переход качества речных вод из класса «грязная» в классы «очень грязная» и «экстремально грязная». 4. В пределах Восточного Донбасса выделены районы, соответствующие четырем уровням гидроэкологического риска – среднему, высокому, очень высокому и экстремально высокому. При этом на большей его части (около 75% территории) отмечается высокий – экстремально высокий риск, а значит и большая вероятность ущерба здоровью населения при использовании речной воды в хозяйственных и питьевых целях. Апробация работы и публикации. Основные положения и результаты исследований докладывались автором на конференции «Проблемы природопользования и экологическая ситуация в Европейской России и сопредельных странах» (Белгород, 2010 г.), на Международной научной конференции «Современные проблемы водной токсикологии (Петрозаводск, 2011 г.), на Всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы геологии, геофизики и геоэкологии Северного Кавказа» (Грозный, 2011 г.) и публиковались в научных изданиях, рекомендованных ВАКом – «Известия Российской Академии наук. Серия географическая», «Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки». Всего по теме диссертации опубликовано 11 печатных работ. Объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и списка литературы. Общим объем составляет 152 страницы. Текст сопровождается 29 рисунками и 36 таблицами. Список использованной литературы включает 154 наименования. Благодарности. Автор выражает искреннюю признательность и благодарность своему научному руководителю д.г-м.н., профессору В.Е. Закруткину за конструктивную критику и помощь в написании работы. В процессе выполнения исследований автор пользовался советами и рекомендациями к.г.н., доцента Д.Ю. Шишкиной, которой автор также выражает свою признательность. Автор благодарен за консультации сотрудникам Гидрохимического института (ГХИ) Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды к.г.н. В.М. Иваник, д.б.н. Е.Н. Бакаевой и к.х.н. Л.М. Предеиной. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ В первой главе приведена характеристика природных условий Восточного Донбасса и их роль в формировании химического состава речных вод. В геологическом строении на территории Восточного Донбасса выделяются две основные части – северная и южная. Северная часть располагается в наиболее приподнятой части области – Донецком кряже, который соответствует бассейну р. Северский Донец. На данной территории преобладают выходы пород каменноугольного возраста (около 74%). Это в основном песчаники, алевролиты и аргиллиты с прослоями известняка и углей. Аллювиальные пески неогена составляют 16%, а песчаники палеогенового возраста – 10% от общей площади водосбора. Южная часть Восточного Донбасса, соответствующая бассейну р. Тузлов, занимает значительно меньшую территорию и характеризуется однородным геологическим строением. Наиболее древними породами, выходящими на поверхность в верховьях рек, являются породы среднего карбона. Выходы каменноугольных пород, представленных преимущественно известняками и песчаниками занимают около 18% площади бассейна р. Тузлов. Наибольшая же площадь (до 60%) занята морскими отложениями неогена (в основном известняки-ракушечники с прослоями песка и глины). Площадь выходов аллювиальных песков неогенового и палеогенового возраста составляет около 22%. В естественных условиях дренируемые горные породы оказывают, как известно, существенное влияние на формирование химического состава речных вод. С учетом распространенности основных литотипов и их геохимических особенностей были определены средние для каждого из бассейнов содержания макро- и микрокомпонентов в горных породах (табл. 1, 2). Таблица 1 Среднее содержание основных породообразующих элементов в горных породах бассейнов рек Сев. Донец и Тузлов, г/т (по Логвиненко, 1968)
Таблица 2 Среднее содержание микроэлементов в горных породах бассейнов рек Сев. Донец и Тузлов, г/т (по Черненко, Зеленщиков, Радеева, 2000)
Как видно из представленных данных, содержание большинства микроэлементов в горных породах бассейна р. Тузлов выше, чем в породах – Северского Донца. Поэтому можно ожидать, что в условиях естественного фона, воды рек бассейна Тузлова будут в большей степени обогащены этими элементами, чем речные воды бассейна Северского Донца. Геоморфологическое строение Характеризуемая территория расположена в пределах двух геоморфологических провинций (Доно-Донецкая и Азово-Кубанская). В пределах Доно-Донецкой геоморфологической провинции речные долины хорошо разработаны, четко выражены поймы и надпойменные террасы. Все реки здесь являются притоками Северского Донца – Кундрючья, Глубокая, Калитва, Большая Каменка. Их характерными особенностями являются значительная извилистость русел, непостоянная глубина и ширина, а также асимметричное положение берегов. Большинство рек отличается малой водностью, исключением являются реки Калитва и Кундрючья (см. табл. 4). Азово-Кубанская геоморфологическая провинция, располагается к югу от открытой части Донбасса. Речная сеть представлена р.Тузлов и его притоками – Б.Несветай, Грушевкой с Аютой, Кадамовка (см.табл. 4.) Все реки берут начало на Донецком кряже, имеют субмеридиональное простирание и характеризуются малым расходом воды по данным наблюдательных створов. В сравнении с бассейном Северского Донца реки Азово-Кубанской геоморфологической провинции в еще большей степени отличаются слабой разбавляющей способностью. Только р. Тузлов можно отнести к водотоку со средним уровнем водности. Сильная расчлененность местности способствует дренированию горных пород, что может оказать значительное влияние на формирование химического состава рек. При этом особенности рельефа создают условия для формирования рек с малым расходом воды и слабой разбавляющей способностью. В результате этого при сильном антропогенном воздействии может произойти значительное ухудшение качества поверхностных вод. Климатические условия в пределах изучаемой территории являются достаточно однородными. Среднемноголетнее количество осадков варьирует от 415 мм/год на севере до 450 мм/год на юге, причем около 70 % осадков выпадает в теплый период года в виде ливневых дождей при низкой относительной влажности воздуха (55-60%). Ландшафты обоих речных бассейнов характеризуются недостаточно жарким летом (сумма активных температур 30280). Засушливость климата, определяемая по коэффициенту увлажнения, меняется от 0,41 до 0,46 при более благоприятном значении в южной части территории. Почвенный покров. Основным типом почв Восточного Донбасса являются черноземы обыкновенные среднемощные, только в северной части указанной территории они сменяются южными черноземами. Широкомасштабное использование этих земель в сельском хозяйстве способствует развитию процессов эрозии и приводит к увеличению поступления химических веществ в речные воды. |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Реферат Экологическая обстановка Донбасса В последние десятилетия в Украине она существенно ухудшилась. Одним из основных факторов, повлиявших на экологическую обстановку,... | | Прогнозирование структуры шахтных полей восточного донбасса на основе... |
| Доклад на «Правительственном часе» От имени Минэнерго России выражаю Вам благодарность за ту активность и внимание, которые вы оказываете рассмотрению вопросов развития... | | Реферат Отчет: 95 с., 1 табл., 2 прил. Ключевые слова здоровье, поведение «риска» Ключевые слова – здоровье, поведение «риска», студент, здоровый образ жизни, методика, оценка |
| Учебно-методических материалов курса «Экологическое страхование и... Комплект учебно-методических материалов курса «Экологическое страхование и оценка риска» | | Изучение факторов риска и оценка суммарного риска сердечно-сосудистых... Убликанский центр лечебной физкультуры и спортивной медицины», «Республиканский кардиологический диспансер» Министерства здравоохранения... |
| Отчет о научно-исследовательской работе разработка плана стратегического... Цель научного исследования — комплексная оценка современного экономического и социального состояния территории и потенциала города... | | Положение о проверке знаний требований безопасности у руководящих... Методические указания по проведению итоговой государственной аттестации бакалавров, магистров по направлению 521500 «Менеджмент»... |
| Отчет о научно-исследовательской работе Анализ организационного, экономического, правового, технологического обеспечения и оценка возможности переключения грузопотоков со... | | Технологическое обновление российской промышленности: приоритеты декларируемые и реальные1 В работе проведен анализ масштабов и характера затрат организаций промышленного производства на технологические инновации по типам... |
| Заповедные территории и люди Заповедные территории и люди. Опыт работы со школьниками: методики, программы, сценарии. Выпуск II / Эколого-просветительский Центр... |  | На региональные экономики Рейтинговая оценка субъектов российской федерации по уровню риска негативного кредитного влияния |
| Анализ государственной итоговой аттестации учащихся моу «Гимназия №3» 2011-2012 учебный год Понятие о качестве образования. Оценка как элемент управления качеством. Традиционные и современные средства оценки (рейтинг; мониторинг;... | | Синергетико-географический анализ градостроительного кодекса рф1 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
| Оценка качества кормов из козлятника восточного по содержанию нейтрально-... Специальность: 06. 02. 08 – кормопроизводство, кормление сельскохозяйственных животных и технология кормов | | Курсовая работа определение рыночной стоимости объекта недвижимости... По дисциплине: «Оценка недвижимости» (или «Экономический анализ и оценка недвижимости») |
