ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ТЕРРИТОРИИ КРАСНОДАРА

\ВВЕДЕНИЕВ связи с ростом хозяйственной деятельности человека и существенным изменением окружающей среды появляется острая необходимость в оценке ее состояния и степени благоприятности для человека. Окружающая природная среда может рассматриваться по отдельным компонентам (атмосфера, вода, почва, биота) и ландшафтам в целом.[11]Наиболее часто в роли показателей экологического состояния и качества окружающей среды выступают индекс загрязнения атмосферы, рассчитываемый по 5 приоритетным загрязнителям; индекс загрязнения водоемов, учитывающий наиболее распространенные загрязняющие вещества, и суммарный показатель загрязнения почв, отражающий степень химического загрязнения почв.Целью данной работы является оценка экологического состояния территории г. Краснодара. Для достижения данной цели необходимо выполнить следующие задачи:-охарактеризовать г. Краснодар;- провести расчет индекса загрязнения атмосферы (ИЗА) и комплексного показателя загрязнения атмосферного воздуха (КИЗА);- рассчитать индекса загрязнения поверхностных вод г. Краснодара;- определить суммарный показатель загрязнения почв г. Краснодара;- сделать выводы и дать рекомендации. Для расчета использовались данные доклада «О состоянии природопользования и об охране окружающей среды Краснодарского края в 2019 году», сборника «Состояние и охрана окружающей среды на территории муниципального образования город Краснодар», базы данных ЕМИСС, ФГБУ «Северо-Кавказское управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды». 1. Краткая характеристика КраснодараГород Краснодар - административный, промышленный, деловой и культурный центр Краснодарского края. Краснодар занимает выгодное экономико-географическое положение в Южном федеральном округе, расположен на важнейших транспортных магистралях, связывающих центр России с портами Черного и Азовского морей, а также курортами Черноморского побережья Кавказа.[2]Территория в границах города составляет 841,4 км 2 (1,1 % территории Краснодарского края). Город разделён на 4 внутригородских округа: Западный, Карасунский, Прикубанский и Центральный.[2] Численность населения на 01.01.2019 составляет 100,8 тыс. чел. [3]Город расположен в южной части Кубано-Приазовской низменности, на западе Северного Кавказа, на правом высоком берегу реки Кубань, в нижнем её течении. Рельеф плоский, без значительных перепадов, высота 20- 38 м над уровнем моря.Климат умеренно-континентальный. Среднегодовой ход температур не имеет резкой границы между сезонами. Самый холодный месяц – январь (средняя температура 0,6°C), самый тёплый месяц – июль (средняя температура 24,1°C). Высокие летние температуры усиливают неблагоприятное воздействие на экологическую обстановку в городе.Преобладают ветра восточного направления, которые в весенне-летний период имеют суховейный характер. К числу опасных явлений погоды относят ветер со скоростью более 15 м/с, вызывающий ветровую эрозию на полях и пыльные бури. Краснодар находится вблизи юго-западной границы распространения пыльных бурь.Циркуляции атмосферы над Краснодаром присущи черты меридиональной направленности на фоне общего зонального переноса над Европой. С востока и северо-востока поступают континентальные умеренные воздушные массы, приносящие зимой ясную холодную погоду, а летом – жару и сухость. При этом концентрация вредных веществ повышается, особенно в безветренную погоду и образуется смог. С запада и северо-запада, поступают морские умеренные атлантические воздушные массы, которые вызывают зимой потепление и дождь со снегом, а летом – понижение температуры и дождь. Это благоприятно сказывается на атмосферном воздухе города. [1]Рис. 1. Схематический план г. Краснодара[5]На состояние окружающей среды г. Краснодара оказывают влияние все отрасли городской экономики. Основными направлениями промышленного комплекса Краснодара являются: приборостроение и металлообработка, нефтепереработка, производство строительных материалов, швейных и трикотажных, мебельных, табачных изделий, пищевых и сельскохозяйственных продуктов. [7]Транспортная отрасль г. Краснодара представлена предприятиями всех видов транспорта – железнодорожного, автомобильного, электрического, воздушного, внутреннего водного и трубопроводного.2.Оценка экологического состояния территории Краснодара2.1. Оценка загрязнения атмосферного воздуха Любой загрязнитель, попадающий в окружающую среду, имеет определенные методики по определению концентрации. Для атмосферного воздуха, таким показателем является индекс загрязнения атмосферы (ИЗА). Оценка загрязнения атмосферы производится путем сравнения действительных значений средних разовых концентраций примесей с предельно допустимыми концентрациями (ПДК).Для всех, загрязняющих веществ существуют нормы ПДК веществ в воздухе. За соблюдением этих норм должны следить специальные органы и в случае систематического их нарушения накладывать определенные санкции: от штрафа до закрытия предприятия. Индекс загрязнения атмосферы (ИЗА) отдельной примесью рассчитывается по формуле:ИЗА= (qг.iПДКс.с. i)C,[11]где i - примесь;qГi – среднегодовая концентрация примеси;ПДКc.c.i – соответствующая среднесуточная предельно допустимая концентрация;С – константа, принимающая значения 1,7; 1,3; 1,0 и 0,9 соответственно для веществ 1,2,3 и 4 классов опасности.Данные о средних концентрации загрязняющих веществ опубликованы в сборнике «Состояние и охрана окружающей среды на территории муниципального образования город Краснодар», докладе «О состоянии природопользования и об охране окружающей среды Краснодарского края в 2019 году» и на сайте ФГБУ «Северо-Кавказское управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды».Расчет ИЗА для приоритетных примесей:ИЗА(NO)=(0,01850,06)1=0,308;ИЗА(CO)=(0,3223)0,9=0,134;ИЗА(пыль)=(0,02580,15)1=0,172;ИЗА(С6Н5ОН)=(0,00540,003)1,3=2,147;ИЗА(CH2O)=(0,005250,003)1,3=2,07.Комплексный индекс загрязнения атмосферы города (КИЗА) - комплексный показатель загрязнения атмосферы, который рассчитывается по сумме пяти главных загрязнителей при переводе абсолютных значений каждого в число ПДК. Для расчета КИЗА используют следующую формулу:КИЗА=n=5iИЗА [11]Показатель комплексного ИЗА используется не только, чтобы суммировать данные различных концентраций, измеренных в городе. Он применяется для изучения связи между уровнем загрязнения и заболеваемостью населения. Установлена зависимость между этими показателями и оказалось возможным связать значения ИЗА с числом заболеваний различными болезнями. На основе этих исследований установлены категории низкого, повышенного, высокого и очень высокого загрязнения воздуха. В соответствии с существующими методами оценки, уровень загрязнения атмосферы может быть: - низким (Н), ИЗА<5;- повышенным (П), 7<ИЗА≥5;- высоким (В), 14<ИЗА≥7;- очень высоким (ОВ), ИЗА≥14.Расчет КИЗА:КИЗА= ИЗА1+ ИЗА2+ ИЗА3+ ИЗА4+ ИЗА5==0,308+0,172+0,134+2,147+2,07=4,83<5 – низкий уровень загрязнения атмосферы. Результаты расчета сведены в таблицу 1 и 2.Таблица 1 – Значения среднегодовой концентрация загрязняющего вещества и результатов расчета ИЗА г. Краснодара ВеществоСреднегодовая концентрация примеси, мг/м3ПДКc.c., мг/м3Класс опасностиИЗААммиак0,000380,0440,015Двуокись серы 0,004580,0530,092Оксид углерода0,322340,134Двуокись азота 0,00330,0430,083Оксид азота0,01850,0630,308Фенол0,005250,00322,07Формальдегид0,00540,00322,147Ксилол0,006490,230,032Бензол0,003060,120,011Пыль 0,02580,1530,172Таблица 2 - Характеристика загрязнения атмосферыИЗА1ИЗА2ИЗА3ИЗА4ИЗА5КИЗАУровень загрязнения атмосферы0,3080,1720,1342,152,074,83низкийВывод: уровень загрязнения атмосферы г. Краснодара характеризуется как низкий (КИЗА=4,83). Медико-экологическая ситуация в городе удовлетворительная. Наиболее загрязнен воздух формальдегидом (превышение ПДК 1,8 раз) и фенолом (1,75 ПДК). По остальным веществам превышения ПДК не отмечается. К приоритетным загрязнителям атмосферного воздуха города относятся также окись углерода, оксида азота и пыль. Загрязнение воздуха Краснодара обусловлено, во-первых, высокой антропогенной нагрузкой на атмосферу, связанной с эксплуатацией автотранспортных средств, объектов электроэнергетики, нефтеперерабатывающих предприятий, нефте- и газопроводного транспорта, предприятий топливной, пищевой промышленности и агропромышленного комплекса, и, во-вторых, климатическими условиями, характеризующимися пониженной рассеивающей способностью атмосферы.2.2.Оценка загрязнения поверхностных вод К категории наиболее часто используемых показателей для оценки загрязнения водных объектов относят индекс загрязнения воды (ИЗВ).Индекс загрязнения воды – условный комплексный показатель качества воды, учитывающий наиболее распространенные загрязняющие вещества. ИЗВ характеризует общесанитарное состояние воды водоема (его кислородный режим и баланс биогенных веществ), а также наличие вредных химических веществ.[11] Формула для расчета:ИЗВ=1ni=1n(CiПДКi),[11]где n - число веществ, по которым имеют место превышения ПДК;Ci  - концентрация i-го вещества за соответствующий период осреднения;ПДКi  - предельно допустимая концентрация i-го вещества в воде водоемов.В зависимости от полученного ИЗВ водные объекты классифицируются по степени загрязнения следующим образом:Таблица 3 – Характеристики интегральной оценки качества вод[11]ИЗВКласс качества водыОценка качества (характеристика) водыМенее и равно 0,2IОчень чистыеБолее 0,2-1IIЧистыеБолее 1-2IIIУмеренно загрязненныеБолее 2-41VЗагрязненныеБолее 4-6VГрязныеБолее 6-10VIОчень грязныеСвыше 10VIIЧрезвычайно грязныеВодные объекты на территории Краснодара представлены рекой Кубань, Краснодарским водохранилищем и рядом обособленных водных объектов.[8]Проведем расчет ИЗВ. Для реки Кубань:ИЗВ=(1+1,2+1,4+0,5+0,75+0,57+0,66+0,67+1+4,1+1+9,6+0,82)/13=23,27/13=1,79- умеренно загрязненные воды.Для Краснодарского водохранилища:ИЗВ=(1,77+1+0,86+1+1+0,74+0,9+0,01+0,55+2,90+0,18+5,20+0,62)/13==16,72/13=1,29- умеренно загрязненные воды. Таблица 4 – Характеристика загрязненности вод Кубани и Краснодарского водохранилища (составлена по данным [2] и [8])№Показатели качестваПДК,мг/лСредняя концентрация вещества С, мг/лС/ПДКр. КубаньКр.-дар. вдх-щер. КубаньКр.-дар. вдх-ще1Растворенный кислород6610,6011,772БПК522,42,001,21,003Сульфаты10014085,601,40,864Фенолы0,0010,00050,000,51,005Нефтепродукты0,050,03750,050,751,006Азот аммонийный0,390,22230,290,570,747Азот нитритный0,020,01320,020,660,908Азот нитратный96,030,060,670,019Фосфаты0,20,20,1110,5510Медь0,0010,00410,004,12,9011Формальдегид0,050,050,0110,1812Железо общее0,10,960,529,65,2013Хлориды300246185,000,820,6214Сумма23,2716,7215ИЗВ1,791,29Вывод: воды Кубани и Краснодарского водохранилища относятся к III классу качества вод и характеризуются как умеренно загрязненные. Приоритетными загрязняющими веществами являются медь, железо и сульфаты. Причинами, из-за которых происходит загрязнение поверхностных вод Краснодарского края, являются:• сброс загрязненных сточных вод и недостаточное развитие сетей канализации;• ненормативная работа очистных сооружений в результате износа основного технологического оборудования, перегрузки по гидравлике, отсутствия на сооружениях элементов доочистки, неудовлетворительной эксплуатации;• поступление загрязненных поверхностных сточных вод с площадей водосбора, в том числе с сельхозугодий и урбанизированных территорий;• отсутствие очистки ливневых вод;• сверхнормативное загрязнение речных вод в результате аварий и стихийных бедствий.[9]2.3.Оценка загрязнения почвПри санитарно-гигиенической оценке загрязнения почвенного покрова территории применяется показатель Zc – суммарный показатель загрязнения, который представляет собой сумму коэффициентов концентрации (Kc) токсикантов по отношению к фоновым значениям. Он рассчитывается по формуле:Zc=i=1nKc-(n-1),[11]где Kc – коэффициент концентрации i-го химического элемента;n – число учтенных элементов.Коэффициент концентрации (Kc) рассчитывается по формуле:Кс=СiCфi,[11]где Ci– фактическая концентрация i-го вещества в данной точке;Cфi– фоновая для данного типа почв концентрация i-го вещества.В таблице 5 представлены результаты анализа загрязнения пробы почвы, отобранной для оценки загрязнения почв городских территорий Краснодара. Таблица 5 – Результаты анализа пробы почвы (составлена по данным [8])№ п/пНаименование определяемого показателя, ед. изм.ПДК, мг/кгКонцентрация веществ, мг/кгНефтепродукты10001500Медь 30,16Свинец 6152,8Цинк 2391Кадмий 0,52,4Кобальт 50,24Марганец 604,56Железо 3800050,1Никель 40,84Ртуть2,10,01Мышьяк10,05,4Азот нитратный1304,5Рассчитываем Кс:Кс(нефть)=15001000= 1,5; Кс(медь)=0,163=0,053; Кс(свинец)=152,86=25,5;Кс(цинк)=9123=3,95; Кс(кадмий)=2,40,5=4,8; Кс(кобальт)=0,245=0,048;Кс(марганец)=4,5660=0,076; Кс(железо)=50,13800=0,0013; Кс(никель)=0,844=0,21;Кс(ртуть)=0,012,1=0,005; Кс(мышьяк)=5,410=0,54; Кс(азот)=4,5130=0,035.Суммарный показатель загрязнения почв:Zc=(1,5+0,053+25,5+3,95+4,8+0,048+0,076+0,001+0,210+0,005+0,540+0,035)-(12-1)=25,71 –уровень загрязнения средний. Вывод: суммарный показатель загрязнения почв равен 25,71 – по степени опасности почвы относятся к категории умеренная опасность. Почвы Краснодара значительно загрязнены свинцом (25,5ПДК), кадмием (4,8ПДК), цинком (3,95ПДК), нефтепродуктами (1,5ПДК).На качество почв города оказывает влияние строительство, в результате которого происходит перемешивание почвенных слоёв и переуплотнение. Выбросы от автомобильного транспорта привносят значительное количество загрязнителей, накапливающихся в почве, а с атмосферными осадками попадают в грунтовые воды и поверхностные водоёмы.ЗАКЛЮЧЕНИЕПо результатам расчетов было выявлено, что уровень загрязнения атмосферного воздуха в Краснодаре низкий. Значение КИЗА не превышает 5. Приоритетными загрязнителями являются формальдегиды, фенолы, оксиды углерода и азота, пыль. Среднегодовые концентрации формальдегидов и фенолов превышают ПДК в 1,8 и 1,75 раз соответственно. Оздоровительные мероприятия для снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу могут быть следующими:- внедрение очистных сооружений и пылеуловителей на предприятиях; - исключения поступления низкокачественных мазутов и снижение использования мазута и твердого вида топлива в ТЭЦ и котельных города;- обеспечение регулярной уборки городской улично-дорожной сети; -усиление контроля за реализуемым качеством автомобильного топлива и усовершенствование автотранспортных средств в целях сокращения объема выбрасываемых ими вредных веществ и другие.[6]По полученным результатам расчета воды Кубани и Краснодарского водохранилища относятся к III классу качества вод и характеризуются как умеренно загрязненные. Характерными загрязняющими веществам вод реки Кубань в верхнем и среднем течениях и Краснодарского водохранилища являются соединения железа, меди и сульфаты, которые попадают в водоемы с промышленными и бытовыми стоками. Для снижения концентрации загрязняющих веществ поверхностных вод г. Краснодара необходимо очищать сточные воды перед выпуском их в водоёмы. Системы очистки сточных вод включают один или несколько способов очистки: механическую, химическую, физико-химическую и биологическую. Почвы Краснодара умеренно загрязненные. В условиях города почва подвергается значительным изменениям. Приоритетными загрязнителями являются соединения свинца, кадмия, цинка и нефтепродукты. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫБелюченко И.С. Экология Краснодарского края (Региональная экология) // Учебное пособие. – Краснодар: ФГОУ ВПО «Кубанский ГАУ», 2010. - 356 с;Ежегодный сборник «Состояние и охрана окружающей среды на территории муниципального образования город Краснодар – 2019 г.»;ЕМИСС-Государственная статистика// URL: https://www.fedstat.ru/;Информация о загрязнении атмосферного воздуха//Материалы ФГБУ «Северо-Кавказское управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды». URL: https://yugmeteo.donpac.ru/n-mon/air/;Краснодарский край, город Краснодар// URL: http://www.sennik.narod.ru/Pyt_krasnodar.htm;Куккоев С.П., Никишина Т.Ф., Николаевич П.Н. О влиянии загрязнения атмосферного воздуха в городе Краснодаре на здоровье населения // ЗНиСО. 2017. №7 (292). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/o-vliyanii-zagryazneniya-atmosfernogo-vozduha-v-gorode-krasnodare-na-zdorovie-naseleniya;Небылова Я. Г. Особенности и основные направления промышленной политики Краснодарского края // Современные тенденции в экономике и управлении: новый взгляд. 2020. №4-1. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/osobennosti-i-osnovnye-napravleniya-promyshlennoy-politiki-krasnodarskogo-kraya;О состоянии природопользования и об охране окружающей среды Краснодарского края в 2019 году: Доклад / Краснодар, 2020. – 550 с.;Решетняк О. С., Комаров Р. С. Тенденции изменчивости химического состава и степени загрязненности воды реки Кубань // Вода и экология: проблемы и решения. 2021. №1 (85). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/tendentsii-izmenchivosti-himicheskogo-sostava-i-stepeni-zagryaznennosti-vody-reki-kuban;Таловская А.В. Оценка воздействия на компоненты природной среды: лабораторный практикум / сост.: А.В. Таловская, Л.В. Жорняк, Е.Г. Язиков; Национальный исследовательский Томский политехнический университет. – Томск: Изд. Томского политехнического университета, 2014. – 88 с.;Юрков И.А., Тлеуова Ж.О., Баязитова З.Е. Анализ качества атмосферного воздуха // НИР/S&R. 2021. №1 (5). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/analiz-kachestva-atmosfernogo-vozduha.