Введение 3
Глава 1. Природные условия и характеристика г. Йошкар-Ола 5
1.1. Физико-географическое описание 5
1.1.1. Рельеф и геологическое строение 5
1.1.2. Климатические условия 7
1.1.3. Характеристика почвенного покрова 9
1.1.4. Гидрологические особенности территории 9
1.1.5. Характеристика растительного и животного мира 11
1.2. Социально-экономическая характеристика 15
Глава 2. Экологическая характеристика промышленной территории 17
2.1. Характеристика производственной деятельности исследуемой территории 17
2.2. Техногенное воздействие промышленных предприятий на окружающую среду 20
Глава 3. Обзор ранее проведенных исследований 24
Глава 4. Оценка экологического состояния промышленной территории г. Йошкар-Ола 26
4.1. Оценка качества атмосферного воздуха 26
4.1.1. Метод лихеноиндикации 28
4.2. Оценка качества почвенного покрова 30
4.3. Оценка качества растительности 32
Глава 5. Материалы и методы исследований 34
5.1. Полевой этап работ 34
5.2 Лабораторный этап работ 38
Глава 6. Обработка и анализ результатов исследований 43
6.1. Анализ результатов исследований почвенного покрова 43
6.2. Анализ результатов исследований растительности 51
6.3. Анализ результатов исследований атмосферного воздуха 54
6.3.1. Анализ результатов исследований лихеноиндикации 57
6.3.2. Анализ проведения дистанционного наблюдения загрязнения атмосферного воздуха неорганической пылью 59
Заключение 62
Список использованных источников 65
Приложение 70
Данная выпускная квалификационная работа является самостоятельной научно-исследовательской работой, подводящей итоги обучения по основной образовательной программе магистратуры «Геоэкология: мониторинг, природопользование и экологическая безопасность». Работа раскрывает тему существующей ситуации экологического состояния промышленной территории города Йошкар-Ола.
Город Йошкар-Ола является столицей и промышленным центром республики Марий Эл. Это город с активно развивающимся разнообразным промышленным сектором, ежегодным увеличением количества автомобильного транспорта и растущей численностью населения.
Объектом исследования является промышленная территория, находящаяся в юго-западной части города Йошкар-Ола. Промышленная территория - это особая территория города, относящаяся к категории земель промышленности («Земельный кодекс РФ» от 25.10.2001 № 136 - ФЗ), предназначенная для эксплуатации предприятий и размещения объектов инфраструктуры, обеспечивающие функционирование производственной деятельности организаций.
Несмотря на то, что промышленный сектор является необходимой составляющей для развития страны и, в частности, комфортной жизни человека, антропогенная деятельность неизбежно приводит к изменениям качества окружающей среды. Экономика страны растет, ежегодно увеличивается площадь сельскохозяйственных угодий, расширяется энергетическая, легкая, тяжелая, химическая, металлургическая, строительная отрасли промышленности, деятельность которых может нанести негативный вред природной среде. Промышленные предприятия является не только основным потребителем природных ресурсов, но и одним из основных источников загрязнения окружающей среды в виде эмиссионного, фоново-параметрического и ландшафтно-деструктивного воздействия. Те или иные концентрации загрязняющих веществ в составе выбросов, сбросов и отходов промышленности могут быть токсичны и нанести значительный ущерб окружающей среде и здоровью человека.
Строительство новых предприятий, потенциально оказывающее негативное воздействие на окружающую среду, планируемое увеличение транспортной сети и, в целом, расширение промышленной зоны города Йошкар-Ола, является изучаемой проблемы. Мало изучено и влияние данных антропогенных источников на биотические компоненты изучаемой территории. Поэтому существует необходимость изучения состояния окружающей среды исследуемой территории, а также оценки воздействия на природную среду и здоровье человека, как отдельных стационарных источников, так и передвижных в виде автотранспорта. В связи с этим цель работы состоит в изучении экологического состояния промышленной территории г. Йошкар-Ола.
При этом определение наиболее значимых критериев для экологической оценки территории - это один из основных ключевых факторов в ходе исследований. В зависимости от тех или иных особенностей объекта исследования экологическая оценка подразумевает анализ таких проблем, как загрязнение атмосферного воздуха, загрязнение водных ресурсов, загрязнение и деградация почвенного покрова, деградация и уменьшение разнообразия биотических компонентов ОС. Поэтому в ходе научно-исследовательской работы были поставлены такие задачи, как:
1) Изучить особенности физико-географического расположения исследуемой территории;
2) Провести анализ источников воздействия на окружающую среду;
3) Изучить ранее проведенные работы на исследуемой территории;
4) Провести оценку состояния атмосферного воздуха, почвенного покрова, растительности;
5) Провести наблюдения загрязнения атмосферного воздуха неорганической пылью.
Новизна данных исследований заключается в изучении состояния окружающей среды исследуемой территории путем сравнения нескольких районов города с разной степени антропогенной нагрузки и функционального значения. Впервые проводится исследование качества атмосферного воздуха методом лихеноиндикации, а также мониторинговые наблюдения загрязнения воздуха пылью.
Активно развивающаяся промышленная территория г. Йошкар-Олы имеет первостепенное значение в экономике Республики Марий Эл и является ее промышленным центром. Несмотря на то, что в структуре ее преобладают обрабатывающие производства, чем добывающие, промышленный сектор является актуальным объектом изучения со стороны экологической ситуации города.
В результате проведения последовательных этапов работ и выполнения необходимых задач выпускной квалификационной работы были сформулированы следующие выводы.
Основными источниками загрязнения ОС города Йошкар-Ола являются предприятия, осуществляющие деятельность в сфере автотранспорта и связи, машиностроительного сектора и предприятия по производству распределения электроэнергии, газа и воды. Преобладающая доля негативного воздействия промышленных объектов в городе Йошкар-Ола на ОС проявляется в эмиссии ЗВ в атмосферный воздух.
Результаты мониторинга, проведенные Территориальным Центром «Маргеомониторинг» в 2008-2020 годах, говорят об относительно благополучной экологической ситуации. Превышения среднесуточной предельно-допустимой концентрации наблюдались редко и по таким веществам, как SO2, NO2 и формальдегида. Исключение составили взвешенные вещества, превышения нормативных значений которых отмечены за весь рассматриваемый период. При этом с 2018 года уровень загрязнения атмосферного воздуха является низким.
Проведя биоиндикационное исследование загрязнения атмосферного воздуха с помощью лишайников, и, выполнив мониторинговые наблюдения загрязнения воздуха пылью, отмечено, что превышения нормативных значений отдельных ЗВ фиксируется единично. Наибольшие концентрации неорганической пыли наблюдались в летний период. Явного различия содержания пыли в атмосферном воздухе в разное время суток не обнаружено. По мере удаления от промзоны в северо-восточном направлении имеется тенденция к улучшению качества атмосферного воздуха (IAQ>2,8).
Одним из важных показателей состояния ОС является состояние почвенного покрова, на «базе» которого осуществляется идентификация реакций биоты, наиболее быстро и чутко реагирующих на изменения, происходящие в природе. Качественную и количественную оценку характера загрязнения почв позволяет дать сравнение содержаний определяемых элементов с фоновыми значениями. Поэтому оценка загрязнения почвенного покрова проводилась по четырем показателям.
Концентрации химических элементов в отобранных образцах почв варьируют в широких пределах. Содержание элементов, находящиеся в пределах нормативных значений имеют лишь три пробные площадки (№ 13, 24, 42), расположенные на окраинных участках объекта исследования.
В результате в большей степени промышленная территория отнесена к допустимой категории загрязнения почв, по показателям изменения здоровья населения которой, характеризуется с наиболее низким уровнем заболеваемости детей и минимальной частотой встречаемости функциональных отклонений. К категории «чрезвычайно опасная» и «опасная» при Zc 87-153 отнесена только пробная площадка № 22, отобранная в районе ул. Строителей и Малая Чигашево, где расположена «градка» производственных цехов различного функционала: фирмы по производству металлических дверей «H-Point» и «Сайверс», автосервис, «Автоматер», пункт приема цветного металла «Юнион полис».
Среднее значение Zc для промышленной территории г. Йошкар-Ола (за исключением повышенного содержания значений пробной площадки № 22) составило 8,5, что соответствует «допустимой» категории загрязнения почв.
Отмечается повышенное содержание цинка, меди и никеля в листьях Липы сердцевидной Tilia cordata, произрастающих на промышленной территории города Йошкар-Ола.
Повышенные концентрации Pb в пробах может быть объяснено интенсивным движением транспортных средств в промзоне. Высокие содержания Zn и Cr, Си характерны для территорий с гальваническими производствами и полупроводниковой промышленности, Ni и Си - с машиностроительным комплексом и металлообработкой.
Качество водных ресурсов в данной исследовательской работе не было затронуто в связи с отсутствием на промышленной территории города водных объектов.
Важным практическим аспектом данной научно-исследовательской работы является оценка экологической обстановки территории. Согласно критериям Минприроды России (Приложение Л) экологическая обстановка на территории промзоны города относительно удовлетворенная, за исключением района пробной площадки № 22. Данный участок оценивается с чрезвычайной экологической обстановкой, что говорит не только об устойчивой деградации состояния ОС, но и об угрозе здоровью человека.
Экологическую оценку той или иной территории проводят не только с целью выявления экологических проблем в ходе негативного воздействия на ОС, но и для определения способов их предотвращения или отрицательных последствий. Поэтому полученные данные в ходе исследования могут быть полезны для дальнейшего изучения территории города, мониторинговых исследований и организации рационального природопользования. Изучение содержания тяжелых металлов в почвах и растениях говорит о полиметаллическом загрязнении ОС исследуемой территории. Что показывает актуальность данного исследования и требует дальнейшего изучения и мониторинга состояния ОС, в частности с учетом подвижных форм элементов.
Так как растения и, в частности, Липа сердцевидная Tilia cordata обладают достаточно высокой поглотительной способностью, это позволяет давать рекомендации по посадке древесных растений в качестве дополнительного снижения уровня загрязнения ОС в городе Йошкар-Ола. Согласно данным Доклада об экологической ситуации Республики Марий Эл, загрязнение ТМ города не является актуальным. Однако данное исследование говорит об обратном. Соответственно имеется необходимость проведения контроля загрязнения ТМ не менее одного раза в три года соответствии с ГОСТ 17.4.4.0217 «Охрана природы (ССОП). Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа» .
Таким образом, в период обучения в магистратуре Санкт-Петербургского государственного университета по образовательной программе «Геоэкология: мониторинг, природопользование и экологическая безопасность» в рамках данной выпускной квалификационной работы были проведены следующие этапы работ:
1. Подготовительный этап заключался в анализе литературных источников по теме работы, в частности, о состоянии окружающей среды исследуемой территории и ее отдельных компонентов, анализе источников загрязнения ОС. Проведено ознакомление с географическими условиями территории, осуществлялась подготовка к полевому этапу: изучались необходимые материалы и методики для отбора проб, подготовлен картографический материал и дневник практики;
2. Полевой этап включал отбор проб почвенных и растительных образцов, проведение лихеноиндикации на исследуемой территории;
3. Аналитический или лабораторный этап заключался в работе лаборатории Института Наук о Земле: проведена пробоподготовка, определен гранулометрический состав почв, выполнен анализ проб на ТМ и мышьяк;
4. Камеральный этап работ включал статистическую обработку результатов лабораторного анализа, проведение дистанционного наблюдения загрязнения атмосферного воздуха исследуемого участка пылью и заключительное оформление полученной информации и формулировка выводов и рекомендаций.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
