Тема 5. Забруднення навколишнього природного середовища 5 страница

Критерії оцінки екологічного стану сільськогосподарських угідь

Критерій оцінки	Показники екологічного стану
задові-льна	критична	кризисна	катаст-рофічна
Площа деградованих земель, % від загальної площі сільгоспугідь	<5	5-30	30-50	>50
Вміст гумусу, %	> 90	90 - 70	70 –30	< 30
Перевищення ГДК за вмістом хімічних забруднювачів		1- 3	3 – 10	> 10
Перевищення ГДК за вмістом пестицидів	< 0,6	0,5 – 1,0	1 – 3	> 5
Вміст легкорозчинних солей у ґрунті, % за масою	< 0,6	0,6 1,0	1 – 3	> 3
Вміст токсичних солей у ґрунті % за масою	< 0,3	0,3 –0, 4	0,4- 0,6	> 0,6
Збільшення щільності ґрунту у порівнянні до фону	<1,1	1,1-1,3	1,3-1,4	> 1,4
Фітотоксичність ґрунту (зниження кількості ростків), кратність у порівнянні до фону	< 1,1	1,1-1,4	1,4-2,0	> 2,0
Біомаса ґрунтової мезофауни, % від нормальної	> 90	89-60	59-21	<20
Продуктивність пасовищ, % від потенційної	>90	89-60	59-64	< 5

Внаслідок цього виникає нагальна необхідність зміни шляхів підходу до утворення та використання ландшафтів. При цьому виникає завдання оцінки сучасного стану ландшафту. Вона необхідна, як основа для розробки екологічно оптимальних методів ведення господарства в межах території, для формування, використання та захисту ландшафту.

Порядок виконання. Ступінь екологічної стійкості ландшафтів оцінюється за кількісними і якісними показниками.

Розрахунки провести на підставі таблиці вихідних даних (табл. 20).

Зміну структури ландшафту території, наприклад, в п'ятикілометровій зоні розміщення ПТГ подати у вигляді таблиці 21.

Оцінка ступеня рівня антропогенної перетвореності визначити за методикою К.Г.Гохмана, згідно з якою кожному виду землекористування надається відповідний ранг антропогенного впливу - R_I (табл. 22).

Визначити індекс антропогенної перетвореності кожного елементу землекористування

I_ап = F_і / R_І (12)

З метою урахування глибини антропогенної перетвореності ландшафту "вага" кожного виду землекористування визначається експертним методом розробленим П.Г.Шищенко.

Індекс глибини перетворення прийняти згідно до даних графи 7 табл. 22.

Визначити коефіцієнт антропогенної перетвореності і-го виду землекористування

(13)

Визначити сукупний коефіцієнт антропогенної перетвореності території:

(14)

Визначити ступінь антропогенної перетвореності за шкалою запропонованою П.Г.Шищенко (графа 10).

К_ап < 3,80 – слабо перетворені;

3,81 < К_ап < 5,30 – перетворені;

5,31< К_ап < 6,50 – середньо перетворені;

6,51< К_ап < 7,40 – сильно перетворені;

К_ап < 7,41 – дуже сильно перетворені.

Таблиця 20.

Вихідні дані для розрахунку ступеню перетворенності ландшафту

Види ландшафтів

Варіанти завдання

до

після

до

після

до

після

до

після

до

після

до

після

болотні

хвойних лісів

дрібнолистяних лісів та чагарників

коридорів ЛЕП

луки та пасовища

рілля

садово-дачні

осушені болота

сільські селитебні

міські селитебні

промислові

кар’єрні комплекси

рекультивовані

канали з порушеною ПС

дорожні комплекси

затоплені

Площа всіх Л

Продовження табл. 20.

Види ландшафтів

Варіанти завдання

до

після

до

після

до

після

до

після

до

після

до

після

болотні

хвойних лісів

дрібнолистяних лісів та чагарників

коридорів ЛЕП

луки та пасовища

рілля

садово-дачні

осушені болота

сільські селитебні

міські селитебні

промислові

кар’єрні комплекси

рекультивовані

канали з порушеною ПС

дорожні комплекси

затоплені

Площа всіх Л

Таблиця 21.Зміна структури ландшафту в п'ятикілометровій зоні розміщення ПТГ(приклад)

№ з/п	Ландшафти ПТГ	Розподіл площ ландшафту ПТГ
До будівництва	Після закінчення будівництва
га	% від FПТГ	∑F,%	га	% від FПТГ	∑F,%
	Природні ландшафти (Л): – болотні – ландшафти хвойних лісів		4,4 8,3	12,7		4,4 8,2	12,6
	Л.з порушеним грунтово-рослинним покривом: –дрібнолистяних лісів та чагарників – коридорів ЛЕП – луки та пасовища – рілля – садово-дачні – осушені болота – сільські селитебні	– ––70	26,9 –– 31,4 19,7 –– 1,1 2,5	81,6		22,9 1,4 27,6 16,7 0,8 1,1 2,3	72,8
	Л. з порушеною літогенною основою: – міські селитебні – промислові – кар’єрні комплекси – рекультивовані – канали з порушеною прибережною смугою – дорожні комплекси – затоплені	–– –– ––   ––	4,9 –– 0,1 –– ––   0,7 ––	5,7		6,6 3,8 0,8 0,3 1,3   0,9 0,9	14,6
	Площа всіх наземних ландшафтів

Таблиця 22.

Розрахунок коефіцієнта антропогенної перетвореності ландшафту ПТГ

N з/п	Вид ландшафту	F	Ri	Iап	Iгп	Капі	Кап	Ступінь пере-твореності
км2	% від Fзаг
	Природоохоронні					1,00
	Хвойні ліси, неосушені болота					1,05
	Дрібнолистяних лісів та чагарників					1,10
	Луки та пасовища					1,15
	Коридори ЛЕП					1,20
	Рілля					1,25
	Осушені болота					1,30
	Сільські селитебні та садово-дачні					1,35
	Міські селитебні та дорожні комплекси					1,45
	Промислові площадки					1,55
	Ландшафти з порушенною літогенною основою: канали, кар’єри, тощо					1,65
Разом	Fзаг						ΣКап

7.2. Розрахунок антропогенного навантаження за рівнем екологічного стану території

Розрахунки провести відповідно до методики яка розроблена в Українському науково-дослідному інституті водогосподарсько-екологічних проблем (УНДІВЕП) [20.21].

В основу розрахунків покладена система логіко-математичної моделі ієрархічної структури, що дозволяє здійснювати класифікацію басейнів малих річок за ступенем діючих на них антропогенних навантажень.

В систему моделі "Басейн малої річки" складовими частинами входять підсистеми:

- "Радіоактивне забруднення" (РЗ);

- "Використання земельних ресурсів" (ВЗР);

- "Використання річкового стоку" (ВРС);

- "Якість води" (ЯВ).

Вихідні дані. Джерела вихідної інформації: паспорт малої річки, проекти внутрішньогосподарського землеустрою, матеріали великомасштабних обстежень ґрунтів, дані земельного обліку.

Назва річки – Турчанка, Чернігівська обл.

1. Природно-сільськогосподарське районування басейну річки Турчанка

2. Щільність радіоактивного забруднення Сі, Ки/км²

2.1. Цезій – 137

2.2. Стронцій – 90

2.3. Плутоній – 239,240

3. Показники антропогенного впливу на земельні ресурси (f_{i )}.

3.1. Лісистість – відношення сумарної площі лісів, лісосмуг та дерево-чагарникової рослинності до загальної площі басейну річки, (f₁, %).

3.2. Ступінь природного вигляду – відношення площі угідь, що знаходяться в природному стані (боліт, водних територій, лісів природного та штучного походження, захисних водоохоронних насаджень, заповідних територій, а також площі пасовищ, сіножаті, покладів) до загальної площі басейну річки, f₂, %.

3.3. Сільгоспосвоєність – відношення площі всіх сільськогосподарських угідь до загальної площі басейну, f₃, %.

3.4. Розораність – відношення площі орних земель, включаючи присадибні землі, сади, городи до загальної площі басейну, f₄, %

3.5. Урбанізація – Відношення площі земель населених пунктів, промислових і транспортних підприємств до загальної площі басейну, f₅, %.

3.6. Еродованість – змив ґрунту, f₆, т/га

4. Показники використання річкового стоку.

4.1. Об'єм забору води з річкової мережі Wз, млн.м³

4.2. Об'єм збитку річкового стоку внаслідок відбору підземних вод, Wу, млн.м³

4.3. Фактичний об'єм стоку в річковій мережі, Wф, млн.м³

4.4. Об'єм скиду води в річкову мережу, Wс, млн.м³

4.5. Об'єм скиду забруднених вод, Wзв, млн.м³

5. Показники хімічного забруднення водних ресурсів

6. Показники бактеріального забруднення водних ресурсів, , колі-індекс.

Оформлення роботи.Робота оформляється у вигляді звіту на окремих аркушах формату А-4.

Захист роботи.Оформлена робота здається на перевірку і захищається на наступному занятті.

8. Розробка моделі стійкого розвитку територій за умови екологічної рівноваги

Метою заняття є визначення показників екологічної рівноваги та стійкості ПТГ.

Порядок виконання.Проблему стійкості ПТГ вирішують у двох площинах: кількісній та якісній для різних рівней –– усієї планети, держави, групи держав; регіону, країни, районної агломерації; міста і його функціональних зон, мікрорайону, кварталу та елементів забудови.

Екологічна рівновага визначається як стан природно-антропогенного середовища, при якому забезпечується його тривала стійкість. При цьому не порушуються умови репродуктивности основних абіотичних елементів геосфери: повітря, води і ґрунтів. Можлива сукцесія біотичних компонентів біосфери: флори та фауни.

Стан середовища поділяють на три рівні: повної, умовної і відносної рівноваги. Їі критерієм є екологічна ємність території - здатність поглинати сторонні речовини та енергію без істотної зміни параметрів навколишнього середовища.

Одним з головних чинників, покладених в основу градації є щільність населення.

Визначення екологічної сумісності ПТГ, населених пунктів та природного середовища проводять на підставі визначення демографічної ємності територій (ДЄТ).

Визначення екологічної сумісності провести за методикою запропонованою Кононовичем Ю.В., Потаповим А.Д..

Метод визначення демографічної ємності територій (ДЄТ) полягає на порівнянні продуктивності абіотичних і біотичних компонентів екосистеми з потребами ПТГ, населених пунктів у природних ресурсах. ДЄТ визначають поетапно, оцінюючи систему критеріїв.

І етап. Визначити вихідні показники.

Перша група –-- територіальна:

¨ загальна площа району (S),

¨ площа усіх урбанізованих територій, або ПТГ (S_Y);

Друга група - показники, що характеризують гідросферу.

¨ кратність водообміну;

¨ витрати води;

¨ меженні витрати Q_м у придатних для водоспоживання водоймах і водостоках на вході в досліджуваний район, м³/с.

Третя група - показники, що характеризують властивості біосфери - рослинні співтовариства:

¨ площа існуючого рослинного покриву, але без лісів і орних земель (S_рос);

¨ загальна площа, що існує, територій інтенсивного сільськогосподарського використання, (S_сг);

¨ площа лісових масивів (S_ліс):

¨ частка особливо охоронних територій природного ландшафту (S_охр).

¨ До цієї ж групи відносять показники, що характеризують особливості літосфери.

Четверта група характеризує споживання природних ресурсів:

¨ рівень господарської активності жителів населених місць – K_акт;

¨ структура паливно-енергетичних ресурсів (ПЕР) які споживаються:

1) електроенергія;

2) рідке паливо і природний газ;

3) тверде паливо, вугілля, сланець, тощо.

Визначити сумарну величину ПЕР як суму часток різних видів у загальному балансі енергоносіїв:

ПЕР = k_тер1 + k_тер2 + k_тер3 = 1 (15)

Енергетичні ресурси обчислюють у тоннах умовного палива (туп).

¨ Визначити витрати води на житлово-комунальні і промислові потреби за нормами водоспоживання на одного жителя.

¨ ІІ етап. Визначення часткових похідних показників які необхідні для обґрунтування екологічної ємності територій.

2.1.Визначити ємність території за витратами енергії (E₁) виходячи з положення, що критерієм є безпечний максимум використання енергії на поверхні землі (туп/рік)

E₁ = 4,29 RS, (16)

де 4,29 - коефіцієнт перерахування величини ккал/см^2.рік в туп/км² у рік; R - середньорічний радіаційний баланс території, ккал/см² у рік (табл. 23); S-площа досліджуваної території (району), км².

ДЄТ (N₁) за можливостями споживання енергії (E₁), буде дорівнювати:

N₁ = E₁ / K_акт Е_пит (17)

де N₁-допустима кількість жителів району, чол., при різних значеннях коефіцієнта K_акт, що визначає рівень активності виробничо-господарської діяльності, Е_пит,- нормативна величина

Таблиця 23

Показники рослинних співтовариств за факторами що лімітують екологічну стійкість системи

Рослинні угруповання	Мінімально припустима частка	Середньо-річний ра-діаційний баланс R, ккал/см2 в рік	Інтенсивність газообміну, т/га в рік	Продукція маси сухої речовини С, т/га в рік
лісистості, %	особливо охоронні зони ∆Sохр, %	q(СО2)	q(О2)
Природні
Полісся			35-40	14,5	10,2	9,0
Лісостеп			40-45	6,5	5,0	4,0
Степ			45-50	4,5	3,3	3,0
Антропогенні (в умовах змішаних і широколистяних лісів)
Сільгоспугіддя	—	—	—	4,8-7,2	3,5-5,4	3-4,5
Парки і лісопарки	—	—	—	6,3-8,2	4,7-6,2	0,7
Озеленені населені міста	—	—	—	1,0-1,3	0,8-1,0	0,6-0,8

питомого річного енергоспоживання одним жителем на житлово-комунальні потреби, туп/чол, у рік,

Е_пит = 0,65 — 0,02 (t _н.о + 5), (18)

деt_н.о - розрахункова температура зовнішнього повітря, що приймають у розрахунку опалення будинків у межах t_н.о < - 5 °С(для конкретного географічного району приймається за даними БНіП "Будівельна кліматологія і геофізика" забезпеченістю 0,92). Отримані значення N₁ заносимо в таблицю 25.

2.2. Визначити ємність території за умовами емісії вуглекислого газу в атмосферу (Е₂)з урахуванням асимиляціонної здатності рослинного покриву району та враховуючи національні квоти емісії вуглекислоти. Крім того враховують, що рослинні угрупування не однорідні.

Е₂ = 0,07 (S∆S_ліс α + S_растр) q(СО₂) 100, т (СО₂) за 1 рік,(19)

де S- площа території, км²; ∆S_ліс - показник лісистості, частка від одиниці; S_рос - площа рослинного покриву без лісів і ріллі, км²; q(СO₂) - інтенсивність газообміну - асиміляції вуглекислого газу рослинними угрупуваннями, т/рік, приймається за табл. 23;α- корегуючи коефіцієнт до показника лісистості (табл. 24); р- те ж, до показника площі рослинного покриву.

Таблиця 24

Корегуючи коефіцієнти

Тип рослинного співтовариства	Значення корегуючих коефіцієнтів
α	р
Змішані і широколистяні ліси	1,3	0,85
Лісостепова і степова зони	1,4	0,9

Демографічне навантаження (N₂)за умови емісії вуглекислого газу буде дорівнювати:

N₂= [Е_питК_акт (1,2 k_тер2 + 3,3 k_тер3 ) + 0,32]-¹ , (20)

де N₂- допустима кількість жителів за другою умовою, чол.; k_тер2 - відносна величина використання другого виду ПЕР; k_тер3- те ж, третього виду; 1,2 і 3,3 - коефіцієнти, якими враховують кількість СO₂ що виділяється при спалюванні 1 туп другого і третього видів паливно-енергетичних ресурсів; 0,32 - середня кількість вуглекислого газу, що виділяється в процесі життєдіяльності людини, m(СO₂)/чол. рік.

Отримані значення N₂ заносимо в таблицю 25.

2.3. Визначити ємність території за умовою відтворення кисню (Е₃)атмосферою з урахуванням норми його вилучення. Так як відсутні державні квоти по цьому показнику його приймають в розмірі 12% від величини відтворення кисню рослинним покривом.

Е₃ = 0,12 q(О₂) (S∆S_лес + S_растр) 100, т(СО₂) за 1 рік (21)

де q(О₂) інтенсивність газообміну - відтворення кисню рослинністю, т/рік, прийнята за табл.23.

ДЄТ за витратою кисню визначають за формулою

N_{3 =} Е₃ / 2,5Е_питК_акт (1- k_тер1)(22)

N₃ - допустима кількість жителів району за умовами відтворення кисню, чол.; 2,5 - коефіцієнт, яким враховують вилучення кисню стаціонарними і мобільними об'єктами, включаючи транспорт, при спалюванні органічного палива різного складу, т/туп; k_тер1 — спожита кількість електроенергії в структурі паливно-енергетичного балансу території, частка від одиниці; 0,29середня кількість кисню, що поглинається людиною в процесі життєдіяльності, т/чол, у рік. Отримані значення N₃ заносимо в таблицю 25.