Экологическое состояние Челябинской области

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение

I. Географическое положение Челябинской области

II. Оценка выбросов газообразных веществ кислотного характера в атмосферу как показателя загрязнения окружающей среды Челябинской области

2.1 Уровень загрязнения атмосферного воздуха

2.2 Выбросы загрязняющих веществ кислотного характера в атмосферу стационарными источниками по районам Челябинской области, 2004 год

2.3 Выбросы загрязняющих веществ кислотного характера в атмосферу стационарными источниками по городам Челябинской области, 2004 год

2.4 Выбросы диоксида серы и оксидов азота в атмосферу по отраслям экономики в Челябинской области

III. Экологическая газовая функция почв

Заключение

Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

В условиях глобальных изменений окружающей среды особую актуальность приобретают вопросы развития теории эколого-геохимической устойчивости почв, которая является важной составной частью теории устойчивости наземных экосистем и биосферы в целом. Понятие «устойчивость» применительно к почвам исключительно емкое и многосмысловое. Под устойчивостью почв понимается их способность сохранять и восстанавливать свою структуру и функционирование при изменяющихся внешних условиях. В последнее время много внимания уделяется поиску количественных критериев оценки эколого-геохимической устойчивости почв. Одной из важнейших интегральных характеристик, позволяющих оценить способность различных типов почв противостоять техногенном) воздействию, является ее буферность. Являясь сложным неоднородным по химическом) составу природным объектом, почва способна поглощать и удерживать различные молы, в том числе тяжелые металлы, органические соединения, кислоты и основания. Целью наших исследований является изучение буферной способности основных типов почв Южного Зауралья по отношению к кислотам.

Южное Зауралье представляет собой регион с мощной промышленной инфраструктурой и развитым сельским хозяйством. К крупнейшим центрам черной и цветной металлургии относятся города Челябинск, Магнитогорск, Карабаш, Кыштым, Златоуст. Металлургические комбинаты являются основными источниками выбросов сероводорода, диоксидов азота и серы в окружающую сред). Так в атмосфере этих городов среднее содержание диоксида азота превышает ПДК в 2-3 раза, диоксида серы и сероводорода в 2 раза. Изменение реакции среды возможно и при нерациональном сельскохозяйственном использовании почв. Так рядом исследователей отмечается, что в течение последних 20-30 лет наблюдается подкисление черноземов выщелоченных, лучших пахотных почв Южного Зауралья. В связи с этим вопросы изучения кислотно-основного состояния в целом и буферности почв по отношению к кислотам в частности актуальны и имеют практическую и теоретическую значимость.

I. ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ

Челябинская область находится на границе Европы и Азии и занимает площадь 87900 кв. км. Общая протяженность границ области составляет 2750 км. На севере Челябинская область граничит со Свердловской - 260 км, на востоке с Курганской - 410 км, на юге с Оренбургской - 200 км, на западе с республикой Башкортостан - 1150 км. Юго-восточная часть границы области (730 км) является государственной границей Российской Федерации.

На территории области расположились 30 городов, 30 рабочих поселков (городского типа), 258 сельсоветов, 1257 населенных пунктов. Самые молодые населенные пункты, официально признанные городами: Озерск, Снежинск и Трехгорный, - имеют статус закрытых территориальных образований (ЗАТО).

Население Челябинской области составляет 3565,8 тыс. человек. Большая часть населения живет в городах (81,3 %), что выше доли городского населения по России в целом.

Богатые природные условия, особое географическое положение (центр России, перекресток магистральных путей государства) поставили Челябинскую область в ряд регионов, где природа эксплуатируется наиболее интенсивно. На сегодняшний день область является крупнейшим промышленным центром страны. Наибольшее значение имеют металлургический и машиностроительных комплексы, где сосредоточено около 80 % основных производственных фондов области, более 40 % трудовых ресурсов и где расходуется основная часть топливно-энергетических и материальных ресурсов.

Область относится к регионам с серьезными нарушениями условий окружающей среды. На 1 января 2003 года область занимала 3-е место по объему образующихся токсичных отходов, 5-е место по объему выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников и 10-е место по объемам сброса загрязняющих сточных вод в водные объекты.

Основными загрязнителями окружающей среды являются предприятия металлургической промышленности (ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат», ОАО «Челябинский металлургический комбинат «Мечел», ОАО «Челябинский электрометаллургический комбинат», комбинат «Магнезит» и другие), предприятия энергетического комплекса (ТЭЦ, ГРЭС), предприятия горнодобывающей промышленности (рудники, шахты), сельского и жилищно-коммунального хозяйства и других отраслей.

II. ОЦЕНКА ВЫБРОСОВ ГАЗООБРАЗНЫХ ВЕЩЕСТВ КИСЛОТНОГО ХАРАКТЕРА В АТМОСФЕРУ КАК ПОКАЗАТЕЛЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ 2.1 Уровень загрязнения атмосферного воздуха

Уровень загрязнения атмосферного воздуха городов Челябинской области неудовлетворительный. Основной причиной неудовлетворительного состояния атмосферного воздуха является использование устаревших технологий с высоким уровнем износа устаревшего технологического оборудования. Также негативное влияние оказывает эксплуатация газоочистного оборудования с отступлением от проектных параметров, невыполнение воздухоохранных мероприятий.

Несмотря на общий спад производства ежегодно в атмосферу выбрасывается более 650 тыс. т. загрязняющих веществ, способствющих загрязнению почв тяжелыми металлами и выпадению «кислотных дождей».

Диоксид серы и оксиды азота наряду с оксидом углерода и углеводородами являются основными загрязняющими газообразными веществами, поступающими от стационарных источников.

2.2 Выбросы загрязняющих веществ кислотного характера в атмосферу стационарными источниками по районам Челябинской области, 2004 год

Район	Всего выброшено в атмосферу, т					Уловлено, % к количеству загрязняющих веществ
	SO2	NXOY	H2S	НС1	H2SO4	SO2	NXOY	H2S	HC1	H2SO4
Агаповский	21	25	2,531	-	-	8	0,2	-	-	-
Аргаяшский	21	2	0,003	-	-	-	-	-	-	-
Брединский	-	1	-	-	-	-	-	-	-	-
Варненский	4	3	-	-	-	-	-	-	-	-
В. Уральский	2	1	-	-	-	-	-	-	-	-
Еткульский	6	29	-	-	-	-	5	-	-	-
Кизильский	3	1	0,001	-	-	-	-	-	-	-
Красноармейский	9	14	-	-	-	-	-	-	-	-
Кунашакский	8	1	-	-	-	-	-	-	-	-
Кусинский	33	64	-	-	-	-	-	-	-	-
Нагайбакский	53	103	0,004	0,011	0,018	-	-	-	-	-
Нязепетровский	123	25	-	-	-	4,5	3,9	-	-	-
Октябрьский	45	3	0,5		-	-	-	-	-	-
Сосновский	15	247	-	-	-	-	-	-	-	-
Троицкий	36	8	-	-	-	-	-	-	-	-
Увельский	4	23	0,41	-	-	-	-	-	-	-
Уйский	238	53	-	-	-	-	-	-	-	-
Чебаркульский	29	3	0,006	-	0,006	-	-	-	-	-
Чесменский	-	1	-	-	-	-	-	-	-	-
ВСЕГО:	671	607	3,455	0,011	0,024	12,5	9,1	0	0	0

 

Выбросы загрязняющих веществ кислотного характера в атмосферу стационарными источниками по районам Челябинской области, 2003 год

 

Район	Всего выброшено в атмосферу, т					Уловлено, % к количеству загрязняющих веществ
	SO2	NXOY	H2S	НС1	H2SO4	SO2	NXOY	H2S	НС1	H2SO4
Агаповский	23	28	2,531	-	-
Аргаяшский	24	2	0,003	-	-
Брединский	-	1	-	-	-
Варненский	3	1	-	-	-
В. Уральский	2	1	-	-	-
Еткульский	7	33	-	-	-
Кизильский	6	1	0,001	-	-
Красноармейский	9	14	-	-	-
Кунашакский	8	1	-	-	-
Кусинский	ПО	187	-	-	-
Нагайбакский	52	101	0,004	0,012	0,018
Нязепетровский	140	20	-	-	-
Октябрьский	44	3	0,6		-
Сосновский	11	316	-	-	-
Троицкий	29	1	-	-	-
Увельский	4	22	0,64	-	-
Уйский	252	51	-	-	-
Чебаркульский	30	3	0,006	-	0,004
Чесменский	-	1	-	-	-
ВСЕГО:	754	787	3,785	0,012	0,022	0	0	0	0	0

  2.3. Выбросы загрязняющих веществ кислотного характера в атмосферу стационарными источниками по городам Челябинской области, 2004 год

Район	Всего выброшено в атмосферу, т						Уловлено, % к количеству загрязняющих веществ
	SO2	NXOY	H2S	НС1	H2SO4	HNO3	SO2	NXOY	H2S	НС1	H2SO4
Челябинск	15668	15338	63,44	7,097	63,821	0,338	62	0,1
Аша	407	824	0,138	0,01	0,509	0,01	-	-
В.-Уфалей	27647	309	0,04	1,515	0,923	-	1,1
Еманжелинск	17	115	32,116		0,149	-
Златоуст	555	1074	0,160	0,888	23,524	0,037
Карабаш	66335	100	-	0,069	0,128	0,04
Карталы	97	130	-	0,014	0,028	-
Касли	44	176	-	0,07	-	0,005
К.-Ивановск	27	5462	0,009	0,002	0,002
Копейск	517	293	0,783	0,118	0,081	0,015	0,1	0,1
Коркино	270	2199	3,501	-	0,296	-	0,1	0,1
Кыштым	515	217	0,128	0,649	12,758	0,081	0,1	0,1
Магнитогорск	29184	24365	144,562	2,812	61,032	0,310	38,2
Миасс	284	483	0,945	0,169	1,163	0,119
Пласт	75	10	-	-	-	-
Сатка	719	1961	0,671	0,301	0,124	0,012
Троицк	44508	9642	0,002	0,034	0,004	0,004
Усть-Катав	227	98	-	0,774	0,004	-
Чебаркуль	17	236	2,543	0,098	0,094	0,065
Южноуральск	39275	7157	0,503	0,002	0,048	0,009	7,2	0,1
ВСЕГО:	226388	70189	249,541	14,622	164,688	1,045	108,8	0,5	0		0

 

Выбросы загрязняющих веществ кислотного характера в атмосферу стационарными источниками по городам Челябинской области, 2003 год

Район	Всего выброшено в атмосферу, т							Уловлено, % к количеству загрязняющих веществ
	SO2	NXOY	H2S	HC1	H2SO4	HNO3		SO2	NXOY	H2S	НС1	H2SO4
Челябинск	17224	14417	109,9	9,416	67,126	0,380
Аша	457	1302	0,134	0,029	0,750	0,011
В.-У фалей	37741	339	0,04	1,455	0,900	-
Еманжелинск	34	111	26,394	-	-	-
Златоуст	711	1049	0,163	0,851	27,85	0,040
Карабаш	88200	105	-	0,064	0,129	0,035
Карталы	109	156	-	0,014	0,026	-
Касли	77	86	-	0,071	-	0,006
К.-Ивановск	8	882	0,009	0,002	0,002	-
Копейск	527	307	0,783	0,179	0,081	0,015
Коркино	113	1215	3,501	-	0,296	-
Кыштым	487	245	0,128	0,884	10,36	0,489
Магнитогорск	29104	23395	357,083	1,761	47,249	-
Миасс	306	658	1,202	0,159	2,096	0,130
Пласт	117	10	-	-	-	-
Сатка	242	2637	0,125	0,031	-	-
Троицк	44581	12779	-	0,029	0,004	0,003
Усть-Катав	270	97	-	0,774	0,004	-
Чебаркуль	37	242	2,859	0,052	0,008	0,004
Южноуральск	23273	5204	0,503	0,001	0,070	0,006
ВСЕГО:	243618	65236	502,824	15,772	156,951		1,119	0	0	0

  2.4 Выбросы диоксида серы и оксидов азота в атмосферу по отраслям экономики в Челябинской области

Отрасль экономики	2004 год				2003 год
	Всего выброшено в атмосферу, т		Уловлено, % к количеству загрязняющих веществ		Всего выброшено в атмосферу, т
	SO2	NXOY	SO2	NXOY	SO2	NXOY
Электроэнергетика	105849	27028	3,2	-	88109	28170
Черная металлургия	33521	33596	35	0,1	35405	33098
Цветная металлургия	96523	612	21	6,4	128951	624
Химическая и нефтехимическая промышленность	0	59			0	53
Машиностроение и металлообработка	1420	1408	-	0,2	2020	2149
Лесная, деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность	1	7			1	7
Легкая промышленность	26	2	-	-	27	5
Пищевая промышленность	88	51	-	-	85	49
Сельское хозяйство	0	67	-	-	1	61
Транспорт	760	575	0,8	0,2	1009	686
Жилищно-коммунальное хозяйство	968	1338	-	-	1070	1229
ВСЕГО:	239156	64743	60	6,9	256678	66131

 

Выбросы диоксида серы от стационарных источников по городам Челябинской области, тонн

 

Город	1988	1992	2001	2002	2003
Магнитогорск	83861	38599	31898	29359	29110
Карабаш	142600	4442	84394	82917	88678
Троицк	139800	128300	43031	36926	44586
Южноуральск	42400	30400	25490	19962	23273
Верхний Уфалей	89527	68565	39345	32077	37760
Златоуст	3928	2277	831	770	708
Миасс	1783	1557	725	513	305
Катав-Ивановск и район	5986	81	23	9	5
Аша и район	9346	7904	455	602	468
Сатка и район	2170	937	988	673	457
Кыштым	33095	31760	653	355	506
Челябинск	60138	34709	17932	16504	17122
Куса и район	2854	4001	903	367	20
Карталы и район	386	210	118	125	99
Коркино	3398	594	124	131	116
Копейск	3241	3185	356	182	476
Еманжелинск	804	377	116	51	44
Чебаркуль и район	169	26	121	68	54
Касли и район	1388	1121	99	62	114
Всего по области	2624615	1824562	984064	902543	910269

Выбросы оксидов азота от стационарных источников по городам Челябинской области, тонн

Город	1988	1992	2001	2002	2003
Магнитогорск	34300	37285	23544	23425	23616
Карабаш	60	70	315	371	105
Троицк	28800	27600	12625	11505	12775
Южноуральск	12100	8860	5581	5319	6028
Верхний Уфалей	582	750	521	452	341
Златоуст	1930	1938	950	872	1050
Миасс	608	1347	704	708	661
Катав-Ивановск и район	2043	2084	2455	2284	874
Аша и район	3132	1690	1217	1340	1310
Сатка и район	4046	3957	3306	4630	2859
Кыштым	5449	4209	248	182	168
Челябинск	29405	27017	15241	14378	14579
Куса и район	144	410	165	110	35
Карталы и район	-	89	162	148	152
Коркино	4131	4262	874	890	736
Копейск	537	2560	531	443	414
Еманжелинск	158	132	112	122	92
Чебаркуль и район	781	341	249	241	187
Касли и район	218	242	141	108	103
Всего по области	28083	126125	74554	72893	70756

III. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ГАЗОВАЯ ФУНКЦИЯ ПОЧВ

Педосфера выполняет ряд уникальных экологических функций, без которых существование жизни на Земле было бы невозможным. Среди них особое место занимает газовая функция почвенного покрова, как глобального источника, стока и резервуара газообразных веществ, формирующих состав атмосферы и влияющих на состояние климата планеты. В исследовании осуществлена попытка обобщения современной информации, касающейся количественной оценки указанной функции в связи с глобальными экологическими проблемами - парникового эффекта и загрязнения окружающей среды. Предложена новейшая схема глобального углеродного цикла. Почвенный покров занимает в ней третью по значимости позицию в депонировании углерода (1480 ± 720 РгС) после литосферы и мирового океана. Антропогенная нагрузка на почвы за последнее столетие привела к серьезным потерям ОВ из этого резервуара, эквивалентным 75% наблюдаемого прироста СО₂ в атмосфере. Показано, что долгосрочная консервация углерода имеет место лишь при условии устойчивого функционирования самоорганизуемой нелинейной системы «биоценоз - почва». Потеря устойчивости приводит к катастрофически быстрой минерализации накапливаемого веками ОВ, что подтверждается динамикой ОВ пахотных почв и мелиорируемых торфяников. В связи с этим подлежит ревизии положение о длительных (500-5000 лет) характерных временах депонирования углерода в почвах. Для большинства почв эти величины должны быть на порядок ниже, если идет речь не об отдельных устойчивых фракциях, а о всей массе ОВ в целом. Приведена сравнительная оценка глобальных источников и стоков парниковых газов. Показано, что глобальная продукция метана природными и с/х почвами составляет более 30% от общего поступления этого газа в атмосферу, что в 1,5 раза превышает индустриальные источники. Для закиси азота вклад почвенного покрова в глобальную эмиссию оценен в 50-60%, а вместе с удобрениями - в 70-80%. Оценка поглощения СН₄ и N₂O корректируется с учетом процессов, происходящих не только на поверхности, но и внутри почвы. Выявлено ведущее (75-80% стока) значение почвы в поглощении загрязняющих атмосферу газов (СО, SO₂). Рассмотрена проблема поведения в почве летучих органических соединений - паров жидко-фазных поллютантов и фумигантов. Предложены новые подходы к количественной оценке газовой функции почв на базе кинетических моделей массопереноса, межфазных взаимодействий и генерирования (поглощения) газообразных веществ в почве как биокосной, поликомпонентной, трехфазной, динамической системе в потоках веществ и энергии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Почвы рассматриваются как биокосные системы, интегральным показателем эколого-геохимической устойчивости которых к техногенным воздействиям являются: нормальное функционирование связанных с почвой организмов, биопродуктивность и биохимическое качество создаваемой продукции. Поэтому объектами эколого-геохимической оценки являются природные и антропогенные биопедоценозы, а также их геохимически сопряженные общности - местные биогеохимические ландшафты. Уточняется понятийный аппарат, используемый при эколого-геохимической оценке устойчивости биопедоценозов. Вводится понятие о педобиомах, типологических группах почв со сходными уровнями потенциальной эколого-геохимической сенсорности, посттехногенной консервативности и эколого-геохимической устойчивости. На основании базы данных о свойствах почв России, контролирующих их эколого-геохимическую устойчивость, даются алгоритмы для оценки устойчивости почв по отношению к кислотным воздействиям, тяжелым металлам, селену и фтору.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.   Добровольский Г.В. Почвоведение. 01.1999.

2.   Статистический бюллетень. В 3 частях. Федеральная служба государственной статистики. Территориальный орган федеральной службы государственной статистики по Челябинской области. Челябинск, 2005 г.

3.   Тезисы докладов III Съезда Докучаевского общества почвоведов (11-15 июля 2000 г., Суздаль). М.: Почвенный институт им. В.В. Докучаева РАСХН, 2000. Кн. 1.