Экологический мониторинг атмосферного воздуха, состояние биоты и перспективы формирования защитных озеленительных посадок на антропогенных территориях города

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА, СОСТОЯНИЕ БИОТЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ФОРМИРОВАНИЯ ЗАЩИТНЫХ ОЗЕЛЕНИТЕЛЬНЫХ ПОСАДОК НА АНТРОПОГЕННЫХ ТЕРРИТОРИЯХ ГОРОДА

 

Гучанова И.Ж., Лобачева Г.К., Колодницкая Н.В.

 

(Волгоградский Центр развития естественных наук и технологий, ВолГУ)

В статье рассматривается состояние атмосферного воздуха г. Волгограда, экологический мониторинг, состояние биоты, а также пути формирования защитных озеленительных посадок на исследованных антропогенных территориях города. Приводятся результаты экспериментального изучения состояния растительности урболандшафтов города.

Quality of atmospheric air, ecological control, condition of biota and complex of measures for forming of sanitary protective zones on the territory of Volgograd was considering in the article.

Results of having experimental estimation of condition the vegetation in town was received.

Экологический мониторинг атмосферного воздуха, состояние биоты, защитные озеленительные посадки, урболандшафты, загрязнение почвы ТМ.

Введение

 

Система зеленых насаждений – основное средство оздоровления воздуха населенных пунктов. Многочисленными научными исследованиями установлена их решающая роль в улучшении состава воздуха – обогащении кислородом и очищении от вредных примесей. Зеленые растения благотворно влияют на температурный режим и влажность воздуха, защищают от сильных ветров, уменьшают городской шум. Сады, скверы, бульвары, парки в жилых кварталах – лучшее место для отдыха населения.

Зеленые насаждения – одно из средств решения ландшафтной архитектуры города и эффективный способ улучшения экологической ситуации, эстетического и рекреационного облика. Они подчеркивают или сглаживают недостатки рельефа, формируют своеобразные черты, украшают берега рек и водоемов. Красота города в значительной степени определяется красотой улиц и его зелеными насаждениями.

Зеленые насаждения любого размера и типа должны быть многофункциональными и выполнять следующие основные функции: градостроительную, архитектурно-художественную и эстетическую, санитарно – гигиеническую, микроклиматическую и рекреационную. Чем большее число функций выполняют зеленые насаждения, тем более значительна их роль в формировании и оздоровлении городской среды.

Метод исследования и результаты

 

Задачей исследования явилось изучение состояния зеленых насаждений на антропогенных территориях урболандшафтов г. Волгограда, и перспективы формирования защитных озеленительных посадок с учетом загрязнения почвы от деятельности промышленных предприятий.

Определяли содержание тяжелых металлов (ТМ) в почвах в трех промышленных зонах города: северной, южной и центральной. Оценку состояния растительности делали по результатам исследования более 100 деревьев, расположенных в зонах влияния промышленных предприятий, согласно методике Захарова В.М. [2].

По результатам исследования на основе флуктуирующей асимметрии зеленых насаждений, состояние растительности крайне неблагополучное, превышающее средний показатель 0,048.

Крупные промышленные предприятия сосредоточены в г. Волгограде и г. Волжском. Основные показатели выбросов по г. Волгограду (данные по г. Волгограду взяты по 2005 году с учетом изменения объема выбросов основных вкладчиков города) представлены в таблице 1.

 

Таблица 1.

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу

Показатели выбросов	Ед. изм.	2005 год	Уловлено и обезврежено, %
Г. Волгоград
Выброшено в атмосферу, всего в том числе,	тыс. тонн	86,965	68,8
твердых веществ	тыс. тонн	9,544	89,0
жидких и газообразных веществ, из них:	тыс. тонн	76,421	60,3
диоксид серы	тыс. тонн	4,685	21,7
оксид углерода	тыс. тонн	32,470	0,1
оксиды азота	тыс. тонн	9,442	0,1
углеводороды (без ЛОС)	тыс. тонн	16,030	83,2
ЛОС	тыс. тонн	10,564	75,7
Прочие	тыс. тонн	3,230	50,8

Список предприятий – крупнейших источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу по Волгоградской области, вносящих основной вклад в формирование массы выбросов представлен в таблице 2.

 

Таблица 2.

Список предприятий – крупнейших источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу

Крупнейшие источники выбросов загрязняющих веществ в атмосферу по Волгоградской области	Объем выбросов, т/год
	2004 г.			2005 г.
	всего	твердые	газообразные и жидкие	всего	твердые	газообразные и жидкие
	2	3	4	5	6	7
г. Волгоград
1.Волгорадская ГРЭС	515,229	15,015	500,214	853,142	2,838	850.304
2. Волгоградская ТЭЦ – 2	3852,957	14,633	3838,324	3669,476	13,736	3655,74
3. ООО “Волгоградский завод техуглерода”	906,041	37,864	868,177	906.087	58,849	847,238
4. ООО “ТПР” ВгТЗ	834,692	78,192	756,500	784,833	76.404	708,429
5. ОАО “Волгоградский алюминий”	24001,601	3683,044	20318,557	23985,231	3623,581	20361,65
6. ОАО “Химпром”	6578,538	1382,267	5196,271	5679.378	1296,616	4382,762
7. ОАО “Каустик”	1280,079	92,21	1187,869	1316.544	98.139	1218.405
8. ФГУП “ПО Баррикады”	455,297	82,437	372,86	353,2	14,3	338,9
9. ОАО “Волгограднефтемаш”	430,43	34,475	395,955	411,038	35.172	375.866
10. ЗАО “Волгоградский металлургический завод “Красный Октябрь”	3459	1021	2438	5199	1399	3800
11. Волгоградская ТЭЦ – 3	2073,378	2,321	2071.057	1964,908	2,612	1962,296

 

Мониторинг загрязнения атмосферного воздуха в 2005 году осуществлялся на 4-х стационарных постах наблюдения за загрязнением атмосферы (ПНЗ) г. Волгограда и на 2-х ПНЗ г. Волжского. В течение года на постах проводились измерения концентраций 13-ти вредных примесей, также наблюдения за содержанием тяжелых металлов (8 наименований) и бенз(а)пирена. Всего в год отобрано и проанализировано 17602 пробы, в том числе 9120 (52%) специфических примесей.

 

Город Волгоград

 

В атмосферном воздухе жилых районов Волгограда в 2005 году отмечалось повышенное содержание среднемесячных концентраций по формальдегиду (5,7 ПДК), диоксиду азота (1,5 ПДК), оксиду азота (1,5 ПДК), фенолу (1,3 ПДК).

Максимальные концентрации достигали: хлорида водорода - 3,4 ПДК, диоксида азота - 2,7 ПДК фторида водорода - 1,7 ПДК, фенола - 1,4 ПДК, пыли - 1,2 ПДК, формальдегида - 1,2 ПДК.

Наибольший комплексный индекс загрязнения воздуха по 5-ти примесям — 15,8 (высокий уровень загрязнения) отмечен в северной промзоне города (ПНЗ).

За последние 5 лет незначительно повысился уровень загрязнения формальдегидом, фторидом водорода [1].

Города Волгоград и Волжский входят в список городов России (из 220), где по показателю КИЗА₅ можно ожидать значительное неблагоприятное воздействие загрязнения на здоровье населения.

Характеристики загрязнения атмосферного воздуха в гг. Волгограде и Волжском в 2005 представлена в табл. 3.

 

Таблица 3.

Характеристики загрязнения атмосферного воздуха

Город	Примесь	Число наблюдений	Характеристика загрязнения
			qr	qm	qm*	g	g1	m2	ИЗА
Волгоград	Пыль	1577	0,1	0,6		0	0	0	0,8
	Диоксид серы	2068	0,012	0,064		0	0	0	0.3
	Сульфаты	127	0,01	0.05
	Диоксид азота	2068	0.06	0,23		16	0	0	1,6
	Оксид азота	401	0.09	0,27		0	0	0	1,5
	Сероводород	1215	0.002	0,006		0	0	0
	Фенол	791	0,004	0,014		1	0	0	1,3
	Сажа	622	0.01	0,06		0	0	0	0,2
	Фторид водорода	573	0.005	0,033		1	0	0	1,1
	Хлорид водорода	1156	0,09	0.667		2	0	0	0,9
	Аммиак	473	0,02	0,09		2	0	0	9.7
	Формальдегид	206
	КИЗА5 в целом по городу								15,2
Волжский	Пыль	1106	0,2	1,3		0	0	0	2.3
	Диоксид серы	1358	0,048	0,005		0	0	0	1,0
	Сульфаты	281	0,00	0,00		-	-	-	-
	Диоксид азота	1358	0,08	0.12		18	0	0	2,5
	Оксид азота	562	0,02	0,05		0	0	0	0,3
	Оксид углерода	504	4	-		2	0	0	1,3
	Сероводород	602	0,002	0.005		0	0	0	-
	Сажа	281	0,00	0.00		0	0	0	0,00
	Аммиак	1338	0,04	0,04		0	0	0	1,00
	Формальдегид	1358	0,023	0,053		14	0	0	14,2
	Метилмеркаптан	533	0.000018	0,000175		2	0	0	-
	КИЗА5 в целом по городу								20,0

где: qr – средняя концентрация содержания вредной примеси в атмосфере, мг/м³

qm – максимальная концентрация , мг/м³

qm^* – максимальная концентрация (по данным наблюдений ЦГСЭН), мг/м³

g – процент превышения концентрации выше ПДК, %

g1 – процент превышения концентрации выше % ПДК, %

m2 – количество проб с концентрацией выше 10 ПДК

ИЗА – индекс загрязнения атмосферы

КИЗА₅ – комплексный индекс загрязнения атмосферы

Городская среда оказывает негативное воздействие на состояние зеленых насаждении, выполняющих жизненно необходимые функции, образуя так называемый «урбаценоз». Зеленые насаждения подвержены антропогенным факторам (загрязнение атмосферы выбросами вредных веществ, загрязнение поверхностных и грунтовых вод, почв промышленными отходами, снижение численности полезной энтомофауны в городских фитоценозах, дополнительное освещение растений в ночное время).

 

Районирование Волгоградской области в целях озеленения

Резко континентальный климат на территории Волгоградской области, с выраженными факторами засушливости, сильными засухами и суховеями, отражается на характере почвенного покрова, основой которого являются почвы каштанового типа разной степени солонцеватости и лугово-каштановые почвы нового типа от темно-каштановых в северных районах области до комплексных, светло-каштановых — в южных районах области.

По термическим ресурсам вегетационного периода и обеспеченности влагой в области выделено четыре агроклиматических района. Рис. 1.

Рис. 1. Агроклиматическая карта Волгоградской области

 

Научное обоснование озеленения населенных пунктов

Большой вклад в научное обоснование озеленения городов, в последнее время, вносят Всероссийский научно-исследовательский институт агролесомелиорации (ВНИАЛМИ) со своими базами Волгоградским и Камышинским дендрариями по интродукции и селекции декоративных деревьев, кустарников. Научные обоснования дают широкие возможности для преобразования естественных насаждений за счет использования новых оригинальных видов и сортов, достаточно приспособленных к местным условиям.

Основная интродукционная работа Волгоградского и Камышинского дендрариев ВНИАЛМИ была направлена на подбор видов растений наиболее устойчивых к условиям минимального увлажнения: рябиния лжеакация, клен татарский, вяз мелколистный, дуб черешчатый, лох серебристый, тополи, лещина обыкновенная, а также кустарники: можжевельник казацкий, туя западная, жимолость Альберта, сирень обыкновенная, калина гордовина, облепиха крушиновая, рябина Паласа, смородина золотая, боярышник кроваво-красный, роза колючейшая и т.д..

 

Оценка существующего состояния озеленения населенных пунктов

Современное состояние озеленения населенных пунктов Волгоградской области и озеленения как отрасли характеризуется следующими факторами, укажем наиболее значимые:

-допускается неудовлетворительная ландшафтная организация зеленых насаждений, не всегда соблюдаются агротехнические требования к их созданию;

-озеленение улиц в Волгограде довольно однообразно. Они представлены рядовыми посадками вдоль тротуаров и проезжей части. Магистральные улицы зачастую озеленены бессистемно.

-повсеместно распространено затаптывание (уплотнение) почвы, что способствует нарушению воздухо- и влагообмена и сокращает срок жизни зеленых насаждений;

-высокая загазованность воздуха автотранспортом;

-вырубка деревьев и кустарников под строительство торговых точек;

-существующие зеленые массивы рассматриваются иногда как некие резервные площадки под строительство;

Формирование надлежащего архитектурного облика зеленых объектов — процесс весьма длительный и осуществляется он как при посадке, так и во время ухода за растениями.

Анализ существующего состояния в системе зеленых насаждений в населенных пунктах Волгоградской области выделяет три причины, по которым они не в полной мере выполняют свои основные функции в формировании и оздоровлении городской среды.

— недостаточное количество зеленых насаждений на одного жителя и неравномерное распределение;

— низкое качество их устройства и содержания;

— отставание в создании (санитарно-защитньгх зеленых зон вокруг промьшленных предприятий;

Основная задача в озеленении населенных пунктов Волгоградской области должна быть направлена на формирование озеленительных пространств в целях рекреации, что заключается в реализации следующих мероприятий:

— создание непрерывной единой системы озеленения (поймы рек, лугов, водоемов);

— выделение в системе озеленения рекреационных центров;

— разработка специальных режимов пользования для особо охраняемых территорий;

— организация на озелененных участках дорожно-тропиночной сети и других видов благоустройства;

— создание насаждений декоративных деревьев и кустарников, адаптированных к сухому климату, и осуществление постоянного ухода за ними.

На слушаниях в областной Думе по выполнению Закона Волгоградской области от 7.12.2001 г. №640-ОД «О защите зеленых насаждений населенных пунктов Волгоградской области» было проанализировано существующее состояние дел и выработаны предложения. Они нашли свое отражение в Постановлении Волгоградской областной Думы от 10.11.2005 г. № 17/495, в соответствии с которым предписывается:

1. Администрации Волгоградской области и города — регулярное информирование населения Волгоградской области о состоянии зеленых насаждений населенных пунктов Волгоградской области и г. Волгограда.

2. Федеральным и территориальным органам — усиление контроля за проведением экологической экспертизы.

3. Областной Думе — своевременное внесение изменений в закон ВО от 7.12.2001 г. №640-ОД «О защите зеленых насаждений...».

4. Муниципальным образованиям:

— разработка и утверждение муниципальных целевых программы по воспроизводству зеленых насаждений;

— инвентаризация зеленых насаждений г. Волгограда и населенных пунктов области;

— оформление права на городские леса;

— разработка генеральных планов территорий;

-усиление контроля за порядком предоставления земельных участков для размещения объектов различного назначения;

-использование рекомендаций ВНИАЛМИ по озеленению.

5. Органам местного самоуправления и милиции - своевременное составление протоколов в соответствии со ст. 39 КоАП, утвержденного 17.07.2002 г. № 747 – ОД.

В соответствии с Порядком Администрации муниципальных образований должны осуществлять использование, охрану, защиту и воспроизводство лесов, расположенных в границах муниципальных образований.

В настоящее время сложилась критическая ситуация, когда городскими лесами практически не занимаются муниципальные образования. В первую очередь, это связано с отсутствием муниципальных целевых программ по охране, защите и воспроизводству городских лесов. Итогом является бессистемное использование лесов, многочисленные пожары, самовольные рубки, нарушения видов лесопользования.

Сегодня практически все промышленные города имеют у границ застройки интенсивно озелененные пространства в виде лесопарковых защитных поясов, улучшающих микроклимат и ландшафт, разделяющий застройку и пригородную зону. В Волгограде защитный пояс состоит из насаждений городских лесов, лесного фонда и естественных массивов, расположенных в районе Горной Поляны, Веселой балки, Вишневой балки, а также в пригородной зоне города. Формирование внешнего зеленого пояса было начато более 45 лет назад и в настоящее время его площадь, а главное ширина, уже не соответствуют градостроительным требованиям, что ведет к снижению оздоровительной эффективности. В связи с формированием второго промышленного пояса города и стихийным размещением объектов индивидуального строительства в пригородной зоне города, произошел разрыв внешнего кольца в Кировском, Советском, Дзержинском и Краснооктябрьском районах.

Исходя из этого, наиболее актуальной проблемой является разработка и принятие программ, в которых должны быть отражены вопросы лесовосстановления, обеспечивающие создание оптимальных площадей зеленых насаждений, комплекс противопожарных мероприятий и тушение лесных пожаров.

Комитетом совместно с Агентством лесного хозяйства по Волгоградской области разработана программа «Охрана, защита и воспроизводство городских лесов на 2006 - 2010 гг.». Основная цель программы - увеличение площади и повышение биологической устойчивости городских лесов, сохранение и усиление их экологических, санитарно-гигиенических и эстетических функций, повышение эффективности мер противопожарной охраны путем осуществления комплекса организационно-технических мероприятий. В рамках данной программы заложены все лесохозяйственные мероприятия: лесовосстановление, лесохозяйственные работы, лесозащитные работы, противопожарные мероприятия, обустройство городских лесов, мероприятия по ликвидации стихийных свалок, лесоустроительные работы. Ожидаемые результаты программы представлены в табл. 4.

 

Таблица 4.

Ожидаемые результаты программы

Мероприятия	Объем работ
Лесовосстановление на площади	300 га
Ввод молодняков в покрытую лесом площадь	160 га
Рубки ухода за лесом и выборочные санитарные рубки	399 га
Лесозащитные мероприятия на площади	813 га
Противопожарные мероприятия на площади	6849 га
Обустройство мест отдыха	139 шт.

 

Реализация намеченных программных мероприятий по охране и воспроизводству городских лесов позволит стабилизировать экологическую обстановку в городе, уменьшить количество и среднюю площадь лесных пожаров, возникающих по вине человека, повысить декоративные качества лесных ландшафтов, улучшить состав насаждений, их санитарные свойства и создаст лучшие условия для отдыха населения.

Конечным результатом реализации Программы будет сокращение убытков, причиняемых лесными пожарами, вредителями леса и другими негативными факторами городским лесам и экономике города, сохранение экологического потенциала лесных экосистем.

На одного жителя города в среднем приходится около 10,8 кв. м зеленых насаждений при норме в 25—30 кв. м. Обеспеченность зелеными насаждениями по районам города неоднородна и составляет от 4 до 12 кв. м/чел. Лишь в Центральном районе Волгограда эта цифра существенна — 27,9 кв. м/чел. (по данным инвентаризации 1999 года, проведенной Волгоградской архитектурно-строительной академией).

Таким образом, почти во всех районах города обстановка по озеленению неблагоприятная. И эта ситуация практически остается постоянной в течение ряда лет. Основная причина — неудовлетворительные темпы озеленения. Строительство новых промышленных и гражданских объектов, уплотнение существующей жилой застройки намного опережают темпы развития городской биоты (ее флористическая часть), то есть темпы развития зеленого хозяйства города. Если в начале 80-х годов в городе ежегодно высаживалось до 70—90 тыс. деревьев, 200—250 тыс. кустарников, 40—50 га газонов, то в последние два года эти цифры значительно снизились и составили всего лишь 8 тыс. саженцев деревьев, около 15 тыс. саженцев кустарников и около 21 тыс. кв. м газонов. При этом в последнее время участились вырубки насаждений ограниченного пользования и особенно внутриквартальных посадок.

Реконструкция и капитальный ремонт существующих насаждений зачастую сводятся к непродуманной тотальной обрезке существующих старовозрастных насаждений. Весной 2001 года такие тотальные обрезки произведены, например, в сквере им. С. Филиппова, по ул. Огарева, Тулака в Ворошиловском районе; по ул. Пражская, Гагарина, пр. В.И. Ленина, в Центральном районе. Необходимо подчеркнуть, что при этом площадь насаждений на улицах разного назначения и так не отвечает нормативным требованиям.. На магистральных улицах (таких как пр. В.И. Ленина) посадки занимают в среднем всего 10— 18 % вместо рекомендованных 25 %. На относительно узких улицах (таких как ул. Огарева) удельный вес насаждений достигает 15 % (нормативный показатель 20 %) [3].

Обращает на себя внимание весьма бедный ассортимент деревьев и кустарников, применяемых в городских озеленительных посадках. Основу озеленения составляют всего 8 пород деревьев. Это вяз приземистый (его в пасадках до 45%), клен ясенелистный, тополь пирамидальный. Изредка встречаются береза бородавчатая, липа мелколистная, вяз гладкий, клен остролистный и татарский, в последние годы высаживается каштан конский. Незначителен в посадках процент хвойных, в ряде районов наблюдается полное их отсутствие.

Ель колючая голубая, сосна обыкновенная, туя западная встречаются не часто. Анализ дендрологического состава посадок показал, что 90% пород в городской биоте – это лиственные и смешанные насаждения, и только 7% - хвойные, которые используются в декоративных композиционных оформлениях. Невелик и набор кустарников: сирень обыкновенная, смородина золотая, скумпия, кизильники. Очень мало чубушников, спирей, сиреней из группы волосистых сиреней, калин, жимолостей, боярышников.

В неудовлетворительном состоянии находятся и насаждения санитарно-защитных зон (СЗЗ) промышленных предприятий города. Ни одно из предприятий города не имеет отвечающей всем современным требованиям санитарно-защитной зоны, не только запланированной, но и озелененной в соответствии с санитарными нормам. В ряде районов жилые поселки находятся вообще в пределах СЗЗ (поселки АО “Волгоградская ГРЭС”, АО “Волгоградская ТЭЦ - 2”, ПО “Баррикады”, АО “Волгограднефтемаш” и др.), а насаждения в этих СЗЗ вовсе отсутствуют. В некоторых СЗЗ (например, на территории АО “Волгоградский алюминий”) проводится реконструкция и замена устаревших насаждений, однако работы эти ведутся без зонирования территории, без определения конструкции посадок и как всегда ассортимент насаждений остается крайне бедным (высаживается лишь акация белая).

Выводы

 

В СЗЗ следует начать проведение планомерной реконструкции и создание насаждений по современным проектам с соблюдением санитарно-гигиенических нормативов.

Указанные мероприятия будут способствовать расширению флористического состава городской биоты и адаптивному управлению ею. В свою очередь, это позволит улучшить среду обитания горожан, сделать городские условия жизни людей более комфортными.

Библиографический список

1.   Доклад о состоянии окружающей среды Волгоградской области в 2005 году Изд-во Альянс, Волгоград: 2006, с. 178

2.   Захаров В.М. Здоровье среды: Концепция. – М.: Центр Экологической политики России, 2000

3.   Муха Т.П. Озеленительные посадки Волгограда как часть городской биоты: состояние и перспективы формирования. Поволжский экологический вестник, ВолГУ, Волгоград: 2001, с. 111