WWW.LIB.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Электронные матриалы
 


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |

«Е. С. Хохлова, Г. Г. Осадчая, Т. А. Овчарук Экологическое картографирование Учебное пособие Ухта, УГТУ, 2013 УДК: 502:624.131.47(075.8) ББК 26.17я7 Х 86 Хохлова, Е. ...»

-- [ Страница 2 ] --

Внемасштабные условные знаки применяются для изображения объектов, площади которых не выражаются в масштабе карты. Эти знаки указывают местоположение изображаемых объектов и их качество, но не дают их размера и плановых очертаний. Обычно эти условные знаки преувеличивают площадь, занятую изображаемым объектом на карте. Примером внемасштабных условных знаков являются триангуляционные пункты, скважины, резервуары, колодцы, школы, больницы, населённые пункты, изображаемые не кварталами, а пунсонами на мелкомасштабных картах.

Площадные условные знаки применяются для изображения объектов, которые занимают какую-либо площадь, выражающуюся в масштабе карты. Они указывают местоположение изображаемого объекта, дают его характеристику (размеры, форму и качественные признаки) в соответствии с принятой классификацией и состоят из двух элементов – контура (граничной линии) и заполняющих контур обозначений (площадного знака). Площадными условными знаками на топографических картах показываются, например, озера, болота, лесные массивы, населённые пункты.

Линейные условные знаки применяются для изображения объектов линейного характера, длина которых выражается в масштабе карты. При этом сохраняется подобие линейных очертаний, но часто преувеличивается их ширина.

Примером таких условных знаков могут служить дороги, линии связи, трубопроводы, мелкие водотоки и другие объекты.

Общепринятые условные знаки топографических карт сведены в таблицы и являются обязательными при создании различных картографических произведений.

Разработка условных знаков тематических карт – важный и сложный процесс, так как знаки должны обеспечивать: точность, подробность изображения, передачу всей информации, заложенной в содержание карты, минимальным количеством знаков. Они должны быть простыми, наглядными и способствовать пониманию карты.

Надписи, помещаемые на картах, занимают особое место среди условных знаков. Они обогащают содержание карты и несут большую смысловую нагрузку. Эти надписи можно подразделить на две группы: собственные названия и пояснительные подписи.

На картах подписывают собственные названия следующих объектов:

• гидрографии (океанов, морей, озер, рек и др.);

• орографии (хребтов, гор, вершин, возвышенностей, низменностей и др.);

• социально-экономических (государств, столиц, населённых пунктов, станций, объектов промышленности, сельского хозяйства и культуры).

К пояснительным относятся надписи, поясняющие:

- вид или род изображённых на карте объектов (вдхр., оз., шк., эл. ст., МТС, СТФ);

- их качественные или количественные характеристики (горько-солёный, горячий, числа, показывающие параметры моста, его грузоподъёмность, гидрологические характеристики рек, даты начала заморозков, положения линий атмосферных фронтов и т. п.).

Пояснительные подписи обычно даются на картах в сокращенном виде.

Общепринятый перечень сокращений наименований физико-географических объектов и административных, экономических, исторических и прочих наименований представлен в прил. 114.

Надписи размещают так, чтобы не возникало сомнений, к какому элементу содержания они относятся, и подписывают различными картографическими шрифтами. На картах шрифты имеют разный размер (кегль) и отличаются по цвету.

Способы изображения объектов и явлений. Кроме плановых геометрических свойств картографируемые объекты и явления имеют ряд других особенностей. К примеру, они могут иметь разный характер распространения:

- сплошное повсеместное (воздушные массы, горные породы);

- ограниченное по площади (отдельные виды животных, залежи нефти);

- рассредоточенное (посевы сельскохозяйственных культур, поголовье скота);

- локализованное (промышленные предприятия, инженерно-геологические процессы);

- линейное или полосное (транспортные пути, морские течения и др.).

Для отображения на картах подобных особенностей используют разные способы изображения. Каждый из рассматриваемых ниже способов может применяться самостоятельно и в сочетании с другими способами.

Справочник по картографии, стр. 369-371.

Способ значков широко применяется для изображения локализованных объектов и явлений, не выражающихся в масштабе карты, но местоположение которых точно определено. Способ значков применяется для показа видов полезных ископаемых, объёмов производства продукции, в экологии способом значков показывается, например, содержание какого-либо загрязнителя в поверхностных водах, почвах и других средах.

При помощи значков можно передать как качественную, так и количественную характеристику объектов. Обычно форма, внутренний рисунок или цвет значка отражают качественные особенности объекта или явления, а его размер – количественную характеристику (т. е. размеры значков могут увеличиваться или уменьшаться по размеру или быть постоянными, одной величины).

Различают значки трёх видов:

- геометрические;

- буквенные;

- наглядные (художественные).

Геометрические значки имеют вид простых геометрических фигур (квадратов, треугольников, кругов или других простых геометрических фигур), которые отличаются друг от друга формой, размером, цветом и внутренним рисунком. Эти значки хорошо запоминаются; с их помощью можно передать на карте много характеристик изображаемых объектов.

Буквенные значки состоят из одной или нескольких начальных букв названия изображаемого объекта или явления. Они хорошо читаются на карте, но их использование ограничено, так как они плохо сопоставимы, но размеру и по ним трудно определить точное местоположение объекта. Эти значки используют для показа месторождений полезных ископаемых соответствующими химическими обозначениями, например Cu – медь, Al – алюминий и др.

Наглядные (художественные) значки по форме и рисунку напоминают изображаемые объекты и явления или их характерные детали. Они бывают натуралистические (рисунок определённых видов животных) или символические (например, пристань изображают якорем, чёрный треугольник в виде вышки, подразумевающий добычу нефти). Эти значки наглядны, но по ним трудно определить, точное местоположение изображаемого объекта и они громоздки. Их применяют обычно на демонстрационных картах, так как они хорошо видны с большого расстояния и легко воспринимаются визуально.

При помощи значков можно передать сложные количественные и качественные характеристики, изменяя размеры значков по определённой шкале и применяя различные виды суммарных диаграммных значков. Последние применяют в случае, когда в одной точке карты должно быть изображено несколько объектов. Если объекты однородны, то их объединяют в суммарный знак, составные части которого по цвету и величине (секторы круга или мелкие части прямоугольника) соответствуют изображаемым объектам. Примером может служить изображение разных видов промышленности.

Способ локализованных диаграмм – способ изображения на карте явлений, имеющих сплошное или линейное (полосное) распространение, с помощью графиков или диаграмм, показывающих явление в местах его изучения.

Например, изображение изменения температуры воздуха и количества осадков по месяцам года с помощью кривых, показывающих это изменение в местах нахождения метеостанций. Или изображение изменения величины речного стока по сезонам или месяцам с помощью столбиковых диаграмм, показывающих это изменение в местах расположения гидропостов.

Графические средства весьма разнообразны – это розы-диаграммы (например, розы направлений преобладающих ветров), кривые и гистограммы распределения (ход температур по месяцам), циклограммы (средняя продолжительность солнечного сияния в течение года), структурные диаграммы и др.

Способ изолиний – способ изображения количественной характеристики явлений, имеющих сплошное (непрерывное) распространение на картографируемой поверхности, с помощью кривых линий, соединяющих на карте точки с одинаковым значением какого-либо показателя явления (например, изотермы, изобаты, изобары и др.). Нередко для наглядного показа изменения величины явления в пределах изображаемой территории полосы между изолиниями окрашивают по цветовой шкале (или заштриховывают).

Построение изолиний на карте осуществляется путём интерполирования между пунктами, в которых известна величина картографируемого явления.

Интерполируя, находят точки, соответствующие целым значениям изображаемого явления, и проводят через них плавные кривые – изолинии. Этот способ позволяет определять количественные характеристики изображаемого явления в любом месте карты и судить об интенсивности его изменения (по сгущению изолиний).

Передача способом изолиний нескольких различных явлений на одной карте затруднена, хотя и возможна (при использовании изолиний разного цвета или разного рисунка), однако в этом случае резко ухудшается читаемость карты. Обычно способом изолиний изображают только одно картографируемое явление. Для наглядности изображения часто применяют послойную окраску (на картах гипсометрических, климатических и др.).

Способ качественного фона – способ изображения на карте качественных различий какого-либо явления (по тому или иному качественному признаку) в пределах изображаемой территории путём деления её на части и покрытия каждого из них с помощью одного из площадных графических средств. При этом деление территории на части органически связано с отображаемым явлением.

Например, на почвенных картах границы между этими частями проводятся там, где один тип (подтип, вид и т. п.) почв сменяется другим.

В качестве графических средств используется цвет (цветовой фон) или штриховка (штриховой фон). Иногда на картах применяются оба этих средства. Пример:

почвенные карты, на которых генетические типы почв даются цветом, а их механический состав – наложенной поверх цвета штриховкой. Для удобства идентификации подразделений качественного фона он сопровождается индексами, которые проставляются на карте и в легенде. Способ качественного фона используется также на картах районирования, геологических, ботанических и других картах.

Особенностью этого способа является невозможность получения количественных характеристик объектов или явлений.

Способ количественного фона – способ изображения на карте количественных различий какого-либо явления (по тому или иному количественному показателю) в пределах изображаемой территории путём деления её на части и покрытия каждой из них с помощью одного из площадных графических средств. При этом деление территории на части органически связано с отображаемым явлением. Границы между этими частями проводят по признакам, связанным с отображаемым явлением, и для каждой части по тем или иным данным указывают количественную характеристику отображаемого явления.

Окраска или штриховка выполняется по шкале, т. е. интенсивность возрастает или убывает в соответствии с изменением признака.

Способ количественного фона применяется, например, на карте валового содержания микроэлементов в почвах, содержания в почвах подвижных форм азота, фосфора, калия на картах модуля стока рек и др.

Способ ареалов – способ изображения на карте области ограниченного по площади распространения какого-либо явления с помощью того или иного площадного графического средства.

Различают:

- абсолютные ареалы, за пределами которых явление отсутствует (например, месторождения угля, нефти, газа);

- относительные ареалы, выделяемые или по преобладанию явления, или по его особым свойствам (например, зоны аномального содержания меди в горных породах, промысловые ареалы каких-либо лекарственных растений).

Способ ареалов применяется, когда необходимо показать на карте области явления, которые не распространены на всей картографируемой поверхности. Этот способ используют для показа распространения сельскохозяйственных культур, отдельных видов растений и животных, оледенений и некоторых других явлений. В одних случаях распространение объектов или явлений в пределах ареалов бывает сплошным, в других – показывают только область распространения, а, следовательно, на некоторых участках внутри ареала явление может отсутствовать.

Графические средства изображения ареалов очень разнообразны: это могут быть изображения границ, фоновая окраска площади или её штриховка, размещение на площади ареала соответствующих условных знаков (значков, индексов) или надписей. Принципиальное отличие от значкового способа заключается в том, что значок характеризует объект или явление, локализованное в том или ином пункте, а значок ареала характеризует всю площадь. Границы как графическое средство предпочтительны для абсолютных ареалов, а для показа относительных границ, положение которых на местности неизвестно, используются значки или поясняющая надпись.

Способ ареалов позволяет показывать на одной карте несколько перекрывающихся областей распространения различных явлений.

Точечный способ – способ изображения на карте рассредоточенных объектов (явлений) множеством точек одинакового размера, обозначающих одинаковое количество единиц изображаемого объекта и располагаемых соответственно его размещению и концентрации. Перед картографированием устанавливают «вес» точки и определяют, какой величине количественного показателя соответствует одна точка (например, одна точка составляет численность населения в 500 человек или соответствует 10000 га посевов проса).

Точки располагают на карте так, чтобы они наилучшим образом отражали действительное размещение объекта или явления.

В качестве графических средств выбираются не только точки (точнее маленькие круги), но и квадраты, треугольники и т. п., важно лишь, чтобы каждая фигурка имела вес, обозначенный в легенде. Иногда при большом разбросе показателей используют точки 2-3-х весов, например, крупная точка составляет 1000 га или человек населения, средняя – 500, а мелкая – 100. Помимо формы точки могут отличаться и по цветам: например, распространение по территории намечаемого строительства особо охраняемых (включённых в Красную книгу) видов растений показывается красным цветом, жёлтым – реликты и редкие виды, зелёным – обычные виды, но резко сокращающие свою численность в условиях техногенного воздействия или требующие ботанического надзора.

Точечный способ даёт наглядную картину распространения объекта или явления в пределах изображаемой территории. По сгущениям точек можно судить об интенсивности распределения изображаемого явления в разных местах территории, а подсчитав точки, можно, зная их «вес», составить представление о величине (количестве) изображаемого явления. Разными по цвету точками можно передать качественные характеристики изображаемых объектов. Рассмотренный способ отличается простотой и наглядностью, что обеспечивает его применение на мелкомасштабных картах.

Способ линейных знаков – способ изображения на карте различных линейных объектов, не имеющих ширины (границ, водораздельных линий и т. п.), объектов линейного протяжения, ширина которых не выражается в масштабе карты (рек, дорог и т. п.), и линий протяжённости вытянутых объектов (антиклиналей на тектонических картах, хребтов на орографических схемах и т. п.).

Линейные знаки внемасштабны по ширине, но их оси совпадают с положением реального объекта на местности. При постепенности перехода или нечёткости границы линейный знак может передаваться полосой.

Для передачи качественных и количественных характеристик используют рисунок, цвет, структуру линейных знаков, а иногда и ширину.

Линейными знаками можно отразить динамику объекта (например, положение береговой линии моря в разные стадии трансгрессии), передав тем самым постепенность затопления суши.

Способ знаков движения – способ изображения на карте различных пространственных перемещений каких-либо природных, социальных, экономических явлений (например, пути движения циклонов, направления ветров, перелёта птиц, миграций животных и т. п.). С помощью знаков движения показываются пути, по которым происходит перемещение, направление, скорость перемещения, структуру перемещающегося объекта и другие данные.

Различают два вида знаков движения:

- векторы движения – стрелки разного цвета, формы или толщины;

- полосы (ленты) движения – полосы разной ширины, внутренней структуры и цвета.

В качестве графических средств используются стрелки (например, для показа ветров), а также полосы (например, для показа миграций животных) разного цвета, рисунка и ширины.

Способ линий движения применяется как на картах природных явлений, так и на социально-экономических картах. Например, векторы применяют для показа течений или ветров (т. е. природных явлений), а полосы движения – для изображения мощности и структуры потоков (перемещение грузов, миграций населения).

Картодиаграмма – способ изображения суммарной величины (а иногда и структуры или динамики) какого-либо явления в каждой единице территориального деления с помощью диаграммных фигур, выражающих эту величину и помещаемых внутри каждой такой единицы. Причём территориальное деление не связано прямо с отображаемым явлением. Карта в целом показывает распределение величины данного явления в пределах изображаемой территории. Способ картодиаграммы чаще всего используется на картах, составленных по статистическим данным, относящимся к единицам территориального деления (чаще всего административного).

Составление картодиаграмм выполняется в следующей последовательности:

- отрисовка на карте контуров (границ) выделенных районов;

- выбор масштаба (размеров) диаграмм15;

- расчёт диаграммных знаков;

- нанесение на контур диаграммных знаков;

- окончательное оформление картодиаграмм.

Диаграммные фигуры могут иметь разную форму: столбиков, квадратов, кругов и др. Они строятся с таким расчётом, чтобы фигуры не выходили за пределы территории, к которой они относятся. Расчёт диаграммных фигур может быть выполнен в линейном, площадном и объёмном измерениях; делением фигур на части может быть передана структура изображаемого явления.

Форма диаграммы определяется содержанием и качеством цифрового материала, который необходимо показать на карте. В настоящее время разработано много форм диаграмм. Наиболее широко используются:

- столбиковые;

- полосовые;

- секторные;

- структурные квадратные диаграммы.

Столбиковые диаграммы – наиболее простой вид диаграмм. Они используются для сравнения количественных данных одного ряда, имеющих общие единицы измерения. Столбики строят на горизонтальной базисной линии. Высоту столбиков отсчитывают по вертикальной шкале. Выбор масштаба вертикальной шкалы аналогичен подобной операции при составлении графика. Основной графический образ создаётся соотношением высоты столбиков, поэтому при построении столбиковых диаграмм не допускаются разрывы и условное сокращение их высоты. Ширина столбиков должна быть одинакова, так же как и интервалы между ниНеобходимо найти такой масштаб, чтобы диаграммы не задевали друг друга и укладывались (по возможности) в границы соответствующих районов.

ми. Особое внимание обращается на закраску и штриховку столбиков. Лучше всего воспринимается косая и вертикальная штриховка.

Различают простую, сплошную, групповую и компонентную столбиковые диаграммы.

При построении простой столбиковой диаграммы каждый столбик строится на базисной линии отдельно. Такую диаграмму применяют при иллюстрировании простого ряда количественных показателей, которые не связаны между собой (например, состав выбросов (сбросов) загрязняющих веществ). Между столбиками в этом случае оставляются небольшие интервалы.

Сплошная столбиковая диаграмма аналогична простой, но между столбиками интервалов не делают. По построению и графическому образу сплошная столбиковая диаграмма подобна линейному графику. Её строят для сравнения показателей одного ряда, как бы примыкающих друг к другу (например, изменение одного показателя в течение периода наблюдений).

Групповая столбиковая диаграмма используется для сравнения групп показателей. Она представляет собой группы сплошных столбиковых диаграмм, построенных на одной базисной линии. Групповые столбиковые диаграммы применяются при сравнении однородных показателей по различным районам (например, групп загрязнителей по территории мониторинговых наблюдений).

Компонентная столбиковая диаграмма (столбиковая диаграмма с подразделениями) используется в тех случаях, когда необходимо охарактеризовать не только изменения в целом, но и каждую из составных частей. Например, такие диаграммы строятся для показа суммарного объёма выбросов (сбросов) и характеристики количества выбросов (сбросов) отдельных загрязнителей.

Полосовые (ленточные) диаграммы строятся в виде горизонтальных полос и в некоторых случаях являются более удобными и показательными. В полосовых диаграммах базисную линию строят по вертикали, а масштабную шкалу – по горизонтали. Расчёт масштабов и интервалов аналогичен расчётам при построении столбиковых диаграмм.

Различают диаграммы с направленными и парными полосами.

Направленные полосовые диаграммы строятся таким образом, что полосы расположены в одном направлении. В принципе, направленные полосовые диаграммы могут рассматриваться как столбиковые диаграммы, повернутые на 90°. Эти диаграммы применяются, например, для сравнения протяжённости трубопроводов и их аварийности.

Парные полосовые диаграммы строят так, что полосы, характеризующие противоположные явления направляются в разные стороны от оси диаграммы. Интересны полосовые парные диаграммы, характеризующие материальный баланс производства. В таких диаграммах строят вертикальную ось, слева от которой наносят объёмы поступления материальных ресурсов, а справа – объёмы образующихся в процессе производства отходов.

Парными полосовыми диаграммами являются так называемые возрастные пирамиды, характеризующие возрастной и половой состав населения.

Вертикальную основу пирамиды строят посередине чертежа и разбивают на равномерные отрезки. По вертикальной оси откладывают возраст населения (цена деления 5 или 10 лет), по горизонтальной слева – численность мужчин (в тыс. чел.), справа – женщин. На диаграмму последовательно наносятся прямоугольники, каждый из которых соответствует числу мужчин или женщин определённого возраста. По мере увеличения возраста количество населения сокращается, поэтому общий вид прямоугольников создаёт подобие пирамиды.

Секторные (или круговые) диаграммы используются для наглядного представления о структуре объекта или явления. Они эффективны для характеристики значимости составных частей отдельного объекта или явления (например, структуры населения, земельных угодий, состава насаждений, материального баланса и т. п.). Секторные диаграммы наиболее наглядны, если характеризуются не более 6-8 компонентов. Если компонентов больше, то их рекомендуется объединять.

Для построения секторной круговой диаграммы:

- подбирается необходимый цифровой материал (для этого данные располагаются в табличной форме);

- количественные показатели пересчитываются в процентах;

- проценты переводятся в градусы (количество процентов умножается на 3,6°);

- вычерчивается круг необходимой величины;

- на окружности размечаются точки, соответствующие величине каждого сектора;

- полученные точки соединяются с центром окружности.

Для изображения динамики какого-либо процесса или явления могут использоваться концентрические круговые диаграммы. Они заменяют ряд простых круговых диаграмм, так как в них вокруг общего центра в определённом масштабе (или просто равномерно) наращиваются окружности, создающие ряд концентрических колец. Внутренний круг представляет собой обычную секторную диаграмму, а остальные кольца – усечённые секторные диаграммы. Расчёты для построения концентрических круговых диаграмм такие же, как и для обычных диаграмм.

Структурные квадратные диаграммы используются для наглядной характеристики сравнительных размеров территориальных объектов (особенно площадей), а также их составных частей. Для этого квадрат разбивают на 100 частей (10х10) и каждую клеточку принимают за 1%.

Картограмма – способ изображения на карте какого-либо явления в каждой единице территориального деления с помощью одного из площадных графических средств, например, фоновой окраски или штриховки, интенсивность которых обычно соответствует интенсивности данного явления. Картограммы составляются по статистическим данным, но в отличие от картодиаграмм, они передают не абсолютные, а относительные характеристики явлений в пределах территориальных единиц. Степень закраски или штриховки каждой территориальной единицы свидетельствует об изменении интенсивности изображенного явления в пределах изображаемой территории. Например, на карте загрязнённости снежного покрова отдельные районы могут быть окрашены (заштрихованы) так, чтобы интенсивность фоновой окраски (густота штриховки) в каждом районе соответствовала процентному содержанию загрязнителей по отношению ко всей площади района.

Построение картограмм выполняется в следующей последовательности:

- нанесение на карту контуров (границ) выделенных районов;

- подготовка исходных данных в табличном виде (ниже приводится пример) и пересчёт их в относительные показатели;

Количественная Относительные Номер района Площадь района характеристика при- показатели (плотность (территориальной (территориальной знака (число жителей, населения, процент единицы) единицы) площадь лесов и т. п.) залесенности и т. п.)

- расстановка карандашом внутри контуров на карте относительных показателей (цифры позднее стираются);

- размещение ряда относительных показателей по мере их увеличения и их группировка с выделением интервалов (желательно использовать шкалу равных интервалов, если различия в показателях очень велики, то используется шкала с интервалами, которые растут в порядке геометрической прогрессии);

- подбор цветовой окраски или штриховки для каждой группы показателей с учётом зрительного эффекта: самые светлые тона окраски (или самая разрежённая штриховка) должны соответствовать минимальным значениям относительных показателей, самые тёмные тона (и более густая штриховка) соответствуют максимальным показателям;

- перенос подобранной окраски или штриховки в легенду картограммы с расстановкой возле каждого условного показателя соответствующих показателей;

- раскраска или штриховка каждой территориальной единицы по тем показателям, которые в ней проставлены;

- окончательное оформление картограммы.

Достоинствами картограмм и картодиаграмм является их простота и наглядность. Кроме того, в отличие от любого другого типа графических средств изображения они характеризуют не отдельные пункты, а целые районы (или другие выделенные территориальные единицы).

А недостатком этих графических средств является невозможность показа различий, которые есть внутри каждой территориальной единицы, которые на картограммах и картодиаграммах не выделяются. Переходы величин от одной пространственной группы к другой зависят от принятых интервалов, и изменение этих интервалов несколько меняет картину. Кроме того, если в основе деления картограммы лежат территориальные единицы с большими различиями в площадях, часто бывает, что крупные единицы бросаются в глаза в первую очередь (хотя в действительности их удельный вес невелик), а мелкие как бы теряются.

Необходимо отметить, что для полной характеристики какого-либо явления часто используется не одно из графических средств изображения, а сочетание разных способов.

Контрольные вопросы

1. Как разрабатывается легенда карты?

2. Какой порядок разработки легенды?

3. Какие существуют типы легенды?

4. Какие существуют картографические условные знаки?

5. Какие надписи помещают на картах?

6. Какие существуют способы изображения объектов и явлений?

7. Что такое способ значков?

8. Что такое способ локализованных диаграмм?

9. Что такое способ изолиний?

10. Что такое способ качественного фона?

11. Что такое способ количественного фона?

12. Что такое способ ареалов?

13. Что такое точечный способ?

14. Что такое способ линейных значков?

15. Что такое способ знаков движения?

16. Что такое картодиаграмма?

17. Что такое картограмма?

Тема 7. Информационное обеспечение экологического картографирования (источники информации для составления экологических карт) Для составления экологических карт используется самая разнообразная информация, которая может быть получена из разных источников.

К источникам информации относятся разного рода документы, по которым ведётся составление карт.

Источниками информации для составления экологических карт являются:

• материалы дистанционного зондирования;

• картографические материалы, в т. ч. кадастровые планы и карты;

• данные гидрометеорологических наблюдений;

• результаты натурных наблюдений и измерений;

• материалы экологического и других видов мониторинга;

• результаты лабораторных анализов;

• опубликованные и фондовые материалы;

• геодезические данные;

• статистические данные.

Материалы дистанционного зондирования получают в результате неконтактной съёмки с летательных воздушных и космических аппаратов. Получаемая таким образом информация очень разнообразна по масштабу, разрешению, геометрическим, спектральным и иным свойствам. Информационные возможности материалов дистанционного зондирования (ДЗ) зависят от вида и высоты съёмки, применяемой аппаратуры, а также от природных особенностей местности, атмосферных условий и т. п.

Главными достоинствами материалов дистанционного зондирования, является их обзорность, одномоментность, высокая детальность, оперативность, повторяемость и возможность изучения труднодоступных территорий. Благодаря этому данные дистанционного зондирования находят широкое применение в экологическом картографировании.

Материалы дистанционного зондирования обеспечивают территориально полное и непрерывное изучение больших площадей, состояние которых зафиксировано на определённый момент времени. Это наиболее эффективно при работах, связанных с проблемами охраны земельных, водных и растительных ресурсов, оценки состояния лесов, пастбищ и пахотных угодий; развития процессов эрозии; засоления и заболачивания. С помощью материалов дистанционного зондирования можно получить качественную характеристику загрязнения территории. В настоящее время накоплен опыт картографирования ареалов загрязнения снежного покрова вокруг городов, дымовых шлейфов различного происхождения, нефтяных плёнок на морских поверхностях, запылённости городской атмосферы.

Для получения экологической информации наиболее часто используются аэрофотоснимки (АФС), которые представляют собой материалы покадровой регистрации солнечного излучения, отражённого от земных объектов, на светочувствительную плёнку. В зависимости от используемой плёнки аэрофотоснимки могут быть чёрно-белыми, спектрозональными, многозональными, цветными. Масштабы снимков варьируют от 1:10000 до 1:200000 и имеют пространственное разрешение от 0,2 до 5,0 м.

Кроме одиночных плановых снимков в качестве источников используют стереопары, монтажи, фотосхемы и фотопланы, панорамные снимки и фотопанорамы, фронтальные (вертикальные) фотоснимки и др.

Материалы, полученные с помощью аэрофотосъёмки, имеют максимальную по сравнению с другими видами дистанционного зондирования разрешающую способность, хорошую обзорность, высокий уровень оптической и геометрической генерализации изображения земной поверхности. Недостатком данного вида съёмки является ограниченная спектральная чувствительность, так как фотосъёмка производится лишь в видимой части спектра.

С целью расширения информационных возможностей материалов фотографической съёмки применяются специальные методы исследований, в частности многозональная съёмка. Сущность многозональной съёмки заключается в одновременном получении серии снимков в нескольких узких зонах спектра электромагнитных волн. В результате визуального дешифрирования совокупности зональных снимков можно получить гораздо больше информации, чем со снимка, полученного в одном, но широком диапазоне.

Снимки, полученные в узких зонах спектра, имеют разную информативность. Максимум информации можно получить по снимкам:

• в голубой зоне спектра (0,48 мкм) – о техногенных нарушениях лесной растительности (в частности, по вырубкам), разливах минерализованных пластовых вод, засоленности грунтов;

• в зелёной зоне (0,54 мкм) – об изменениях рельефа, вызванных техногенными факторами;

• в оранжевой зоне (0,60 мкм) – хорошо дешифрируются населённые пункты;

• в красной зоне (0,66 мкм) – дешифрируются антропогенные модификации ландшафтов, детально изображается растительный покров, определяется загрязнённость поверхностных вод взвешенными веществами;

• в инфракрасной зоне (0,81-0,86 мкм) – дешифрируются почвогрунты различной степени увлажнения, определяются контуры естественных и техногенно измененных растительных ассоциаций.

Для максимального извлечения информации проводится совместный анализ зональных снимков путём создания синтезированных изображений.

Комбинируя зональные снимки, получают цветные синтезированные изображения, на которых наилучшим образом проявляются те или иные объекты. Например, подбирая разные сочетания, добиваются наилучшего изображения водных объектов, геологических отложений определённого минералогического состава, разных пород леса, сельскохозяйственных угодий под теми или иными культурами и т. п.

Частным случаем многозональной съёмки является спектрозональная съёмка. Она производится в 2-3 различных зонах спектра, но вместо использования многоканальных аппаратов съёмку ведут на многослойную плёнку, которая имеет пики чувствительности в определённых диапазонах спектра электромагнитных волн. Окрашивание в каждом из светочувствительных слоёв спектрозональной пленки производится в контрастные цвета, благодаря чему спектрозональные снимки имеют искусственно созданный цветовой контраст.

А высокая цветовая контрастность позволяет различать тонкие цветовые нюансы объектов, что облегчает выбор индикаторов и дешифровочных признаков и обеспечивает однозначность дешифрирования материалов спектрозональной съёмки.

Спектрозональные снимки имеют высокую информативность. Их использование позволяет картографировать особенности растительного покрова, литологический состав поверхностных отложений, особенности гидрологического и мерзлотного режимов.

Из других методов дистанционного зондирования, нашедших применение в экологическом картографировании, следует отметить:

• гамма-спектрометрический метод, позволяющий картографировать радиационные поля;

• тепловой метод, с помощью которого можно контролировать загрязнение водных акваторий, их температурный режим, определять места утечек из трубопроводных систем, разливы нефтепродуктов, контролировать процессы самовозгорания в пластах и отвалах полезных ископаемых (уголь), на свалках.

Картографические материалы. В качестве источника информации об экологической обстановке используются ранее созданные топографические и тематические карты.

Топографические карты используют в качестве источников при составлении любых тематических карт, в том числе и карт экологического содержания. Они служат основой для нанесения тематического содержания и представляют собой надёжные и достоверные источники со стандартной системой условных знаков с определённой строго фиксированной точностью.

Вся территория России покрыта топографическими картами масштабов 1:25000 и мельче. На отдельные территории имеются карты более крупных масштабов16.

Топографические карты используются не только для привязки тематического содержания, но и обеспечивают географическую достоверность картографирования, играя роль каркаса, на который наносится информация тематического содержания, а также взаимное согласование карт разной тематики.

Тематические карты. Источниками информации для составления экологических карт служат ранее созданные тематические карты. Однако необходимо отметить, что это возможно лишь для наиболее устойчивых во времени характеристик (например, геологическое строение – инертная система, земли, населённые пункты – более подверженные изменениям компоненты). В других случаях наиболее целесообразно обращение к другой информации.

Тематические карты крупных масштабов часто используются для экологического сопровождения проектной документации и при составлении карт современного экологического состояния. Для получения синтетических карт районирования и оценки территории в качестве источников часто используются серии карт разной тематики (например, геологические карты, карты почв, растительности и др.).

Кадастровые карты и планы являются особым видом картографических материалов, которые с документальной точностью отражают размещение, качественные и количественные характеристики явлений и природных ресурсов, дают их экономическую или социально-экономическую оценку, содержат рекомендации по рациональному использованию и охране природных ресурсов. К такой информации относятся материалы земельного, городского, лесного, водного и других видов кадастра.

Современное обилие тематических материалов ставит задачу оптимизации их выбора при создании любой карты, а это требует анализа и оценки карт в качестве источника исходной информации.

Для сравнения другие, сравнительно небольшие по площади страны располагают картами значительно более крупных масштабов, например, территория Великобритании целиком картографирована в масштабе 1:2500.

Вся планета охвачена международными картами масштабов 1:1000000 (около 1000 листов) и 1:2500000 (262 листа).

Анализ и оценка картографических материалов – это исследование их свойств и качества, пригодности для решения каких-либо задач, возможности служить источниками для картографирования.

Основными критериями при этом выступают:

- целесообразность избранных масштаба и проекции;

- достоверность карты, её научная обоснованность и логичность построения легенды;

- полнота и современность содержания;

- геометрическая точность положения объектов в плане и по высоте;

- качество оформления и печати карты и др.

Анализ и оценка карт выполняется в зависимости от предполагаемого использования карты как источника для картографирования или формирования баз данных.

Оценка математической основы, прежде всего, состоит в том, чтобы выяснить целесообразность принятого масштаба, пригодность используемой проекции с точки зрения величины и характера распределения искажений и, главное – возможность использования данной карты для количественных определений с заданной точностью. В свою очередь, выбор масштаба и проекции должен отвечать географическому положению территории на земном шаре, назначению и тематике карты, условиям её использования и т. п.

Оценка научной достоверности карты предполагает установление её соответствия принятым научным концепциям, правильную передачу реально существующих пространственных закономерностей и связей, типичных черт явления. Это зависит от научной обоснованности принятых классификаций и правильного построения легенды. Оценка научной достоверности карты связана с множеством факторов, влияние которых трудно оценить, и во многом определяется принятой концепцией картографирования. Например, тектонические карты могут составляться на основе геосинклинальной концепции или теории литосферных плит – в результате получатся совсем разные изображения, и при их оценке нужно обязательно учесть принадлежность авторов к той или иной научной школе, новизну или устарелость используемых ими идей, теоретических концепций, классификаций.

Оценка полноты и современности карты, прежде всего, касается объёма информации, заключённой в карте, её нагрузки. Главную роль здесь играют два фактора: изученность явления и назначение карты. Нагрузка карты может быть оценена количественно, например, путём подсчёта числа объектов на единицу площади. Что же касается информативности, то в большинстве случаев она не поддаётся численной оценке и зависит от соотношений в системе «карта – пользователь». Одному читателю карта может дать много информации, другому – мало. Всё зависит от их целей, знаний, навыков работы с картой и т. п.

Современность карты характеризуется её соответствием определённой дате или периоду. С оценкой современности связана проблема определения степени старения карты, что чрезвычайно актуально для топографических и общегеографических карт. Разные элементы карты стареют по-разному: природные элементы – медленно, социально-экономические – быстро. Скорость старения карты во многом зависит от уровня экономического развития и освоенности территории. Например, разработка нефтяных или газовых месторождений или строительство гидроэлектростанции способны за несколько лет полностью изменить облик местности.

Старение тематических карт часто происходит вследствие накопления новых знаний об объекте, изменения концепций (например, принципов районирования), проведения новых съёмок (скажем, детальных дистанционных съёмок мало изученных прежде территорий).

Оценка геометрической точности карты характеризует величины погрешностей, возникающих при измерении по картам длин, площадей, углов и иных картометрических характеристик.

На практике оценку погрешности карты, используемой в качестве источника, получают путём сопоставления с крупномасштабной картой или с заведомо более точным источником информации.

Оценка качества оформления и издания карты начинается с выяснения её наглядности, лёгкости восприятия и различимости знаков. Для визуального восприятия важно, чтобы все детали знаков, штриховок и расцветок были чётки, хорошо различимы и однозначно интерпретированы. Наглядность и понятность обозначений характеризуется их «образностью», лёгкостью опознавания, узнаваемостью, ассоциативным соотнесением с отображаемым объектом. Совокупность обозначений на карте должна быть логичной, отражающей иерархию объектов, их соподчинённость. Хорошо, если содержательно-значимые объекты выделяются на фоне других по размеру, рисунку, интенсивности цвета. Важно также, чтобы применяемые графические средства позволяли группировать однородные объекты.

Гармоничность картографического произведения (т. е. единство его композиции, соразмерность и уравновешенность всех элементов, согласованность целого и деталей) имеет особое значение при работе с картой. Красиво оформленную и хорошо изданную карту приятно использовать в качестве источника информации.

Данные гидрометеорологических наблюдений. Для экологического картографирования широко используются результаты наблюдений, проводимых на метеорологических и гидрологических станциях и постах. Это данные регулярных измерений отдельных метеорологических элементов (температуры, давления, осадков, солнечного сияния, ветра, облачности и т. п.), параметров гидрологического режима водных объектов, физико-химических характеристик поверхностных вод и т. п. При этом рассчитывают средние дневные, месячные, сезонные и годовые значения и другие производные показатели по разным высотным уровням атмосферы и стандартным горизонтам глубин озер, морей и океанов.

Наблюдения ведутся в пунктах гидрометеорологической сети, относительно равномерно распределённых по территории России. Результаты наблюдений регулярно публикуются Государственным комитетом по гидрометеорологии и контролю природной среды в виде статистических справочников по климату. Кроме того, выпускаются ежемесячные сборники по выборочным станциям со сведениями о температуре, влажности и скорости ветра в свободной атмосфере.

Результаты натурных наблюдений и измерений – важнейший фактический материал для составления любых тематических, в т. ч. и экологических, карт. Используемая в качестве источника информация отличается по форме предоставления данных натурных наблюдений. При гидрографических наблюдениях это результаты измерений, занесённые в журналы и таблицы, при физико-географических исследованиях – описания, зафиксированные в полевых дневниках и отчетах, фотографии и схемы, при геолого-геоморфологических исследованиях – профили, разрезы, данные бурения скважин, описания шурфов и т. п., при геофизической съёмке – значения наблюденных физических параметров.

По локализации данные наблюдений подразделяются на:

- точечные – характеризуют отдельные пункты наблюдения или мониторинга, (скважины, посты и точки наблюдения, обнажения и т. п.);

- маршрутные – характеризуют полосу различной ширины вдоль выбранного направления (по профилю, дороге, реке и др.);

- площадные – охватывают различные по размеру участки изучаемой территории.

Особо выделяются стационарные наблюдения, например на полигонах, биостанциях, в пунктах экологического мониторинга и т. п. Стационары располагаются в характерных местах, причём наблюдения всегда отличаются длительностью, стационары существуют десятки лет. Длинные ряды наблюдений необходимы для картографирования динамики явлений и процессов.

Кроме того, при экологическом картографировании используются материалы ключевых исследований, которые выполняются с высокой детальностью в крупном масштабе на небольших участках от одного до нескольких квадратных километров. Ключевые исследования необходимы в тех случаях, когда картографируемая территория обширна и нет возможности охватить её целиком. Тогда изучаются ключевые, эталонные участки, типичные в том или ином отношении, а выявленные на них закономерности распространяются на обширные однотипные территории.

Материалы экологического и других видов мониторинга. Мониторинг – система наблюдения, управления и контроля за состоянием окружающей среды.

Мониторинг состоит из 3 ступеней:

- наблюдение;

- оценка состояния;

- прогноз возможных изменений.

Основной функцией мониторинга является химико-аналитический контроль объектов окружающей среды на содержание вредных компонентов в среде обитания. Химический анализ позволяет определить загрязнённый объект окружающей среды, вещества-загрязнители и степень загрязнённости, даёт сведения об источниках и путях попадания загрязнителей в атмосферный воздух, поверхностные и водные объекты, почвы и грунты.

Результаты лабораторных анализов. Проведение исследований загрязнённости компонентов природной среды сопровождается отбором проб. Для получения количественных показателей загрязнения используются лабораторные химико-аналитические методы. Методы анализа проб и последующей обработки результатов регламентируются ГОСТами.

Опубликованные и фондовые материалы. К таким источникам относятся разного рода географические (геологические, исторические и др.) описания, полученные в ходе непосредственных наблюдений или в процессе теоретических исследований. Они обычно не формализованы и не имеют точной координатной привязки, но зато позволяют создать представления о картографируемом объекте. Отчёты экспедиций, монографические труды, статьи содержат фактический материал и теоретические положения, необходимые для истолкования многих других источников, привлекаемых при картографировании.

При недостатке и неполноте других источников литературные сведения позволяют выполнять картографическую экстраполяцию. Но даже и при хорошей обеспеченности фактическим материалом они бывают, полезны для оценки качества, географической достоверности и современности источников, используемых для картографирования.

Особым видом источников являются теоретические и эмпирические закономерности развития и размещения явлений и процессов. Они позволяют контролировать имеющуюся информацию, а при необходимости – распространять картографирование на малоизученные территории. Например, с помощью математических зависимостей, описывающих закономерности изменения температуры воздуха с высотой, строят линии изотерм в труднодоступных высокогорных районах, слабо обеспеченных фактическими метеонаблюдениями.

Геодезические данные. К этому виду источников относят результаты триангуляции и нивелирования на местности. Они необходимы для определения точного планового положения и высотных отметок наблюдательной сети.

В последние годы для получения геодезических данных используются системы глобального позиционирования (GPS). Их называют также системами спутникового позиционирования. Они основаны на использовании искусственных спутников, специально запущенных на очень высокие орбиты и постоянно посылающих на Землю радиосигналы. Спутники располагаются так, что часть из них всегда видна (или, лучше сказать, слышна) в любой точке земного шара в любое время суток. Их можно наблюдать так же, как звёзды во время астрономо-геодезических измерений. Использование GPS позволяет определять координаты любой точки на местности автономно, без наземных геодезических измерений и прокладки ходов между пунктами триангуляции. При этом производительность координатной привязки точек наблюдения на местности повышается в 10-15 раз, а главное – все измерения выполняются автономно, без постоянного обращения к сети триангуляции.

Статистические данные. При создании карт экологической тематики основными источниками служат данные, содержащие количественные сведения о состоянии и динамике развития промышленности, сельского хозяйства, транспорта, энергетики и других отраслей народного хозяйства, населения, образования, культуры, сферы обслуживания и т. п.

К основным статистическим источникам принадлежат материалы государственной статистики. Государственная статистика ведётся центральными и местными (региональными, районными и муниципальными) органами по единой методике с утверждёнными программами и сроками. Сбор, хранение и обработка статистических данных осуществляется с помощью специальных автоматизированных систем.

Для составления карт населения, сферы обслуживания и культуры источниками информации служат материалы периодически проводимых переписей населения, в ходе которых получают демографические и социальноэкономические сведения о жителях страны или отдельных территорий. Переписи проводят одновременно по всей территории по единой программе и методике, что обеспечивает единообразие информации.

Статистические данные используются не только для непосредственного нанесения на карты, но и для расчёта производных показателей, выполнения сводных характеристик и синтетических оценок. Расчётные параметры, в свою очередь, являются источниками для составления синтетических социальноэкономических карт.

Классификация источников информации.

Источники информации для экологического картографирования подразделяются в зависимости от:

- научных методов и технических приёмов, использованных для получения информации;

- тематики и назначения создаваемой карты;

- степени обработки исходной информации;

- степени актуальности информации;

- ведомственной принадлежности.

В зависимости от научных методов и технических приёмов, использованных для получения информации, все источники подразделяются на 4 категории:

- материалы дистанционного зондирования;

- статистические данные;

- результаты натурных исследований;

- текстовые материалы.

Наиболее информативно комплексное использование всех источников информации. Причём комплексность не равнозначна сумме: информация, полученная из одного источника, должна быть подтверждена и сопоставлена с данными из других источников, и затем сведена в какие-либо обобщающие характеристики.

В зависимости от тематики и назначения карты одни из источников выступают как основные, другие – как дополнительные и вспомогательные. Например, для геологических карт основными источниками являются материалы полевых наблюдений и материалы дистанционного зондирования, для экономических карт – данные статистической отчётности.

В зависимости от степени обработки исходной информации источники, привлекаемые для картографирования, делятся:

- на первичные, полученные в ходе прямых наблюдений и метрических измерений;

- на вторичные, являющиеся результатом обработки и преобразования вторичных материалов.

Естественно, первичные и вторичные источники различаются по достоверности, точности, уровню обобщения (генерализации) информации и другим характеристикам, которые привносятся в процессе обработки.

По степени актуальности различают источники современные, отражающие нынешнее состояние картографического объекта, и ретроспективные, показывающие его прошлые состояния или ранние стадии изученности. В некоторых случаях такие источники представляют собой особую ценность, например, в случае палеогеографических реконструкций или для показа динамики какого-либо явления.

По ведомственной принадлежности организаций – источники экологической информации обращают внимание на специфику деятельности соответствующих организаций (предприятий) и её влияние на характер получаемой информации.

Различают:

- государственные организации (в т. ч. научные организации);

- производственные (коммерческие) организации;

- общественные (некоммерческие) организации.

Государственные организации, являющиеся источниками экологической информации, в настоящее время представлены:

- Федеральной службой по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет);

- Министерством природных ресурсов Российской Федерации (МПР

России), в т. ч.:

• Федеральной службой по надзору в сфере природопользования (Росприроднадзор),

• Федеральным агентством водных ресурсов (Росводресурсы),

• Федеральным агентством лесного хозяйства (Рослесхоз),

• Федеральным агентством по недропользованию (Роснедра);

- Федеральным агентством по здравоохранению и социальному развитию (Росздрав) Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации (Минздравсоцразвития России);

- Министерством сельского хозяйства Российской Федерации (Минсельхоз России).

Краткая характеристика и особенности экологической информации, которую можно получить в перечисленных организациях приводятся ниже.

Федеральная служба России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет). Осуществление мониторинга состояния и загрязнения окружающей среды является прямой обязанностью этого ведомства. Одна из важнейших задач Росгидромета – отражать общую картину состояния окружающей среды, в том числе её загрязнения.

На организацию измерений в Росгидромете существенно влияет характер антропогенного загрязнения окружающей среды. Так, многие посты на реках установлены ниже сбросов крупных предприятий. Действуют также стационарные, передвижные, «подфакельные» посты наблюдения за качеством атмосферного воздуха, ориентированные на выбросы таких предприятий. Программы измерений для конкретных пунктов зависят, в т. ч., и от приоритетных для данного места загрязняющих веществ.

Измерения в системе Росгидромета выполняются систематически и регулярно. Так, например, посты наблюдения за качеством воздуха в населённых пунктах должны проводить измерения несколько раз в день. Органы Росгидромета располагают систематизированными данными измерений, проводившихся в одних и тех же точках по единым методикам в течение многих лет. Эти ряды данных являются уникальными, по ним можно судить о долговременной динамике тех или иных показателей.

Сеть постов Росгидромета, проводящих измерения состояния окружающей среды, является относительно редкой. На субъект федерации приходится несколько десятков постов, и число их сокращается из-за недостатка финансирования17. Территориальную структуру Росгидромета образуют Управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (УГМС), каждое из которых охватывает несколько субъектов федерации. Им подчинены центры мониторинга окружающей среды областного (краевого, республиканского) уровня. Этим центрам могут быть подчинены лаборатории, обслуживающий персонал постов, однако предоставлением информации сами лаборатории и посты не занимаются.

Предоставление информации в системе Росгидромета довольно сильно коммерциализировано. Существуют установленные прейскуранты, причём система ценообразования на конкретные результаты измерений является довольно жёсткой. Доступ к информации, особенно первичной, может быть затруднён по материальным соображениям. В некоторых ситуациях диалог с держателем информации может существенно смягчить эти условия.

Росгидромет регулярно издаёт ряд справочников, посвящённых состоянию природной среды: «Обзор загрязнения окружающей среды в Российской Федерации», «Ежегодник состояния загрязнения атмосферного воздуха городов», «Ежегодник качества поверхностных вод», «Ежегодник состояния экосистем поверхностных вод» (информация по гидробиологическим показателям). Более полные сведения по воде содержат издания Государственного водного кадастра такие, как «Ежегодные данные о качестве поверхностных вод суши» (данные гидрологического и гидрохимического характера по различным створам рек, каналов и По состоянию на 2005 г. Центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды РК имеет 30 гидрометеорологических станций, 2 аэрологические станции, 73 гидрологических поста, 3 лаборатории по мониторингу окружающей среды, 8 постов наблюдений за качеством атмосферного воздуха и 47 гидростворов, ведущих наблюдение за качеством поверхностных вод (КП 24-31.03.2005).

водохранилищ). Управления гидрометслужбы издают ежемесячники и ежегодники загрязнения атмосферы и выбросов вредных веществ на территории деятельности.

Ежегодники и ежемесячники содержат сведения о концентрациях загрязняющих веществ по постам и (иногда) о выбросах и сбросах по городам.

Росгидромет в течение ряда лет ведёт также наблюдения за загрязнением почв. Значительный объём таких материалов накоплен НПО «Тайфун»

(г. Обнинск) и не опубликован, но распространяется в электронном виде, на коммерческой основе. Недостатком данных по характеристике загрязнения почв является приближённая адресная привязка мест отбора проб, что затрудняет использование данных Росгидромета в экологическом картографировании.

Федеральная служба по надзору в сфере природопользования (Росприроднадзор). Территориальные подразделения Росприроднадзора занимаются непосредственными измерениями качества воды и воздуха лишь в незначительной степени. Эти измерения, как правило, связаны с конкретным предприятиемзагрязнителем. Это соответствует и разделению обязанностей в рамках Единой государственной системы экологического мониторинга (ЕГСЭМ), которое поручает Росприроднадзору «организацию мониторинга источников антропогенного воздействия», в отличие от Росгидромета, к чьим обязанностям относится организация мониторинга состояния и загрязнения окружающей среды.

Определение качества воды и воздуха проводится органами Росприроднадзора, прежде всего, в связи с так называемым «экономическим механизмом природопользования» – платежами предприятий за загрязнение окружающей среды, штрафами и т. п. Эти платежи устанавливаются, исходя из объёмов выбросов и сбросов предприятия, их соответствия установленным предельно допустимым выбросам и сбросам. В существующей системе предприятие само осуществляет контроль за своими выбросами и сбросами; основным источником для определения их объёмов является статистическая отчётность предприятия (статистические формы 2-ТП воздух, 2-ТП водхоз, 2-ТП токсичные отходы).

Целью измерений, проводимых органами Росприроднадзора, являются, как правило, не систематические наблюдения, а выборочный контроль за достоверностью статистической отчётности, за выполнением требований нормирования. По своим задачам эти измерения находятся в одном ряду с такими мероприятиями, как, например, периодические посещения предприятия с целью проверки работы очистных сооружений. Измеряются определённые параметры отходящих газов или сточных вод, а также характеристики состояния воздуха и водного объекта.

Чтобы обеспечить возможность таких измерений, на областном уровне созданы или создаются аналитические инспекции, располагающие соответствующими средствами измерений. На районном уровне такие средства отсутствуют; тем не менее, районный инспектор располагает данными, полученными областной (республиканской) инспекцией по предприятиям района. В целом, результаты собственных измерений системы Росприроднадзора не обладают такой степенью систематичности, как сведения Росгидромета, но могут оказаться полезными в случаях, когда в центре проблемы находится предприятие-загрязнитель.

Следует, однако, отметить, что органы Росприроднадзора могут располагать ценной информацией о состоянии окружающей среды, полученной от других ведомств. В рамках разделения обязанностей, установленного в ЕГСЭМ, именно Росприроднадзор отвечает за координацию деятельности всех министерств и ведомств в области мониторинга окружающей среды. Именно в Росприроднадзор должны стекаться результаты всех видов мониторинга, связанного с окружающей средой. В какой-то мере этот механизм работает и в настоящее время. Так, данные Росгидромета, комитетов по земельным ресурсам, комитетов по геологии, органов Госсанэпиднадзора занимают существенное место в ежегодных докладах о состоянии окружающей среды федерального и регионального уровней.

Росприроднадзор и его подразделения в регионах ежегодно издают «Государственные доклады о состоянии окружающей природной среды» – наиболее общие документы об экологическом состоянии территорий.

Государственные доклады изобилуют цифровыми характеристиками выбросов и сбросов, почёрпнутыми из обобщения отчётности предприятий, а также обобщающими данными о загрязнении воздуха, воды, почв, состоянии растительности и животного мира по материалам соответствующих ведомств.

Федеральное агентство водных ресурсов (Росводресурсы) представлено территориальными подразделениями по водному хозяйству, входящими в систему Министерства природных ресурсов. В центре их внимания находится вода как ресурс, именно они выдают разрешения на водопользование, ведут государственный водный кадастр, осуществляют мониторинг водных объектов, учёт поверхностных и подземных вод и их использования. Территориальные подразделения по водному хозяйству также производят гидрологические и гидрохимические измерения. Характеристики загрязнения воды определяются, прежде всего, в местах, где производится забор, свежей и выпуск сточных вод крупными водопользователями. К компетенции комитетов по водному хозяйству относится также наблюдение за водным балансом поверхностных вод. Эти вопросы особенно актуальны, когда проектируются водозаборные сооружения или строительство предприятий, интенсивно потребляющих водные ресурсы.

Федеральное агентство лесного хозяйства (Рослесхоз) на местах представлено территориальными подразделениями Рослесхоза, в функции которых входит обеспечение рационального лесопользования, воспроизводства и охраны лесов, объектов животного мира (исключая отнесённых к объектам охоты), осуществление государственного мониторинга лесов, ведение государственного лесного кадастра, учёта лесного фонда, отнесение насаждений к группам лесов и категориям защитности лесов I группы, предоставление информации о состоянии участков лесного фонда и др.

Федеральное агентство по недропользованию (Роснедра) и его территориальные подразделения организуют работы по воспроизводству минерально-сырьевой базы и её рациональному использованию, ведут федеральный и территориальные фонды геологической информации о недрах, ведут государственный кадастр месторождений и проявлений полезных ископаемых, оказывают услуги по предоставлению геологической информации об участках недр. Кроме того, территориальные подразделения во многих регионах проводят радиационные съёмки, налаживают мониторинг подземных вод, экзогенных геологических процессов, издают карты радиационного и химического загрязнения почв.

В настоящее время издаётся ежегодный доклад о состоянии природных ресурсов, в котором представлена и обобщена информация, собираемая территориальными подразделениями Министерства природных ресурсов.

Федеральное агентство по здравоохранению и социальному развитию (Росздрав). К компетенции системы Росздрава относятся вопросы, связанные с заболеваниями, вызванными воздействием факторов состояния окружающей среды. Поэтому в обязанности данного ведомства входит и мониторинг этого состояния в той мере, в какой оно связано со здоровьем населения.

Органы Росздрава измеряют параметры качества воздуха на границе санитарно-защитной зоны хозяйственных объектов. В селитебной зоне установлены как стационарные, так и маршрутные посты. Программа измерений включает 4-5 основных химических параметров (СО, SО2, NОХ), а также параметры, установленные с учётом местного перечня приоритетных загрязняющих веществ.

В области качества вод к компетенции Росздрава относятся вопросы, связанные с качеством питьевой воды централизованных источников водоснабжения, в частности, контролируется химический и бактериологический состав воды на водозаборах, после станции водоподготовки, в водоразборной сети, реже в сферу внимания Росздрава попадают нецентрализованные источники водоснабжения – колодцы. Определяется также качество воды в водоёмах официально установленной рекреационной зоны (пляжи и т. п.). В сферу внимания Росздрава входят сбросы муниципальных очистных сооружений, а также сбросы предприятий, находящихся в пределах населенных пунктов. Росздрав является единственной системой, которая занимается определением качества воздуха внутри помещений, например в рабочей зоне предприятий. К компетенции этого ведомства относятся также измерения, связанные с «экологией жилища», – прежде всего, определение качества воздуха в жилых помещениях и качества питьевой воды.

Органы этой системы есть как на уровне субъекта федерации (республики, края, области), так и на уровне района. Иногда есть ещё один уровень – городской. Отметим, что система Росздрава – единственная из ведомственных систем, которая имеет районные подразделения, оснащённые штатными средствами измерений и лабораториями. Информация этой системы обобщается в федеральном и региональных докладах о санитарно-эпидемиологической обстановке, а также используется при составлении докладов о состоянии окружающей природной среды.

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации (Минсельхоз России) и его подразделения на местах владеют информацией о загрязнении сельскохозяйственных угодий, главным образом, остаточными количествами минеральных удобрений и пестицидов.

Научные учреждения. Большим количеством информации о качестве окружающей среды располагают научные учреждения, как подчинённые описанным ведомствам, так и входящие в систему РАН, а также высшие учебные заведения. Нередко эти учреждения выполняют научно-исследовательские работы (НИР) по проблемам качества окружающей среды и обладают материалами, исключительно ценными в связи с конкретной ситуацией.

Серьёзную трудность представляет собой то, что результаты НИР, даже выполненных в рамках одной ведомственной системы, находятся в распоряжении различных учреждений и организаций, входящих в эту систему. При этом единого каталога этих работ, как правило, не существует. Особенно остра эта проблема, когда научно-исследовательские работы выполняются разными ведомствами, поэтому узнать о существовании нужного исследования бывает непросто. Некоторая информация об этих работах содержится в официальных докладах федерального и территориального уровней. Научные учреждения также выпускают ценные сборники научных трудов, материалы конференций.

По содержанию публикаций можно судить о тематике исследований научных учреждений и отдельных научных школ в тот или иной период.

Производственные (коммерческие) организации.

К ним относятся организации, которые занимаются определением качества воды, воздуха или почвы на коммерческой основе. Некоторые такие фирмы организованы при подразделениях государственных организаций, например Госсанэпиднадзора. Другие действуют при научно-исследовательских институтах, или же сами институты выполняют за плату соответствующие измерения. Ряд подобных организаций сотрудничает с риэлтерскими агентствами, поскольку проблема качества окружающей среды является актуальной в связи с обменом или приобретением недвижимости. Возможности использования информации коммерческих организаций в значительной степени зависят от того, может ли организация оформить результаты измерений в виде официального документа; имеет ли она лицензию, на номер которой можно сослаться в документе.

Общественные (некоммерческие) организации. Экологической информацией располагают и многие общественные организации, которые осуществляют собственные наблюдения и измерения. Подобные наблюдения и измерения при правильной организации и корректной интерпретации дают полезную информацию, дополняющую сведения официальных источников, а иногда и вносящую в них серьёзные коррективы. Возможности использования информации общественных организаций аналогичны использованию информации коммерческих организаций: данные наблюдений должны быть выполнены лицензированными организациями, а лабораторные исследования – выполнены аттестованными и аккредитованными лабораториями.

Контрольные вопросы

1. Что является источниками информации для составления экологических карт?

2. Что относится к материалам дистанционного зондирования?

3. Что относится к картографическим материалам?

4. Что относится к данным гидрометеорологических наблюдений?

5. Что относится к результатам натурных наблюдений и измерений?

6. Что относится к материалам экологического и других видов мониторинга?

7. Какая существует классификация источников информации?

8. Что относится к государственным организациям?

Тема 8. Картографирование состояния атмосферного воздуха

Атмосферный воздух представляет собой сложную систему, находящуюся в тесном взаимодействии с подстилающей поверхностью, почвами, водными объектами, а также солнечным излучением.

В атмосферном воздухе под действием внешних и внутренних факторов постоянно протекают гидродинамические, тепловые, электромагнитные, химические и фотохимические процессы, от которых зависят физические параметры и химический состав воздуха.

Химическое загрязнение. Атмосфера является очень динамичной средой, характеризующейся сложной пространственно-временной динамикой уровней содержания примесей. Поля концентраций отдельных ингредиентов непрерывно меняются.

Уровень загрязнённости атмосферы над определённой территорией (или в той или иной точке) определяется следующими факторами:

- с одной стороны:

• поступлением загрязняющих веществ от всех источников;

• образованием загрязняющих веществ в результате вторичных химических процессов, протекающих в самой атмосфере;

- с другой стороны:

• осаждением загрязняющих веществ на земную поверхность;

• выносом загрязняющих веществ за пределы рассматриваемой территории;

• разрушением загрязняющих веществ в результате процессов самоочищения.

Состояние атмосферного воздуха во многом определяется поступлением загрязняющих веществ из всех естественных и техногенных источников.

Естественное загрязнение атмосферы происходит при осаждении загрязнителей внеземного происхождения (таких, например, как космическая пыль) и земного происхождения, к которым относятся продукты вулканической деятельности (разнообразные газы, вулканический пепел), процессов дефляции (ветровой эрозии почв и горных пород), лесных пожаров, цветения растений (пыльца и споры).

Техногенное загрязнение воздуха происходит в результате производственнохозяйственной деятельности человека. Основными источниками загрязнения при этом являются тепловые электростанции, предприятия чёрной и цветной металлургии, химической и нефтяной промышленности, стройиндустрии и сельского хозяйства. Большой вклад в загрязнение атмосферного воздуха вносит автотранспорт.

В выбросах предприятий различных отраслей промышленности и транспорта содержится большое число различных вредных примесей. Почти все источники выбрасывают в атмосферу:

- диоксид серы SO2;

- оксид углерода CO;

- оксиды азота NO и NO2;

- пыль.

Степень загрязнения атмосферы зависит:

- от количества выбросов загрязняющих веществ и их химического состава;

- от параметров источников выбросов;

- от климатических условий, определяющих перенос, рассеивание и трансформацию (превращение) выбрасываемых веществ.

Выделение загрязняющих веществ от техногенных источников усиливается с ростом числа работающих единиц производственного оборудования и транспорта, увеличения интенсивности их работы, ухудшения их технического состояния, неэффективности работы или отключения очистного оборудования, при авариях. Поступление загрязнителей от естественных и техногенных источников зависит от скорости ветра, а интенсивность самоочищения – от температуры, влажности, интенсивности ультрафиолетового излучения и шероховатости подстилающей поверхности.

С эколого-гигиенической точки зрения представляют наибольший интерес и являются предметами картографирования следующие характерные уровни загрязнения атмосферного воздуха:

- средний годовой (многолетний) уровень, который формируется при наличии динамического равновесия между эмиссией и рассеянием атмосферных загрязнений;

- уровень загрязнения, складывающийся при сочетании обычного (или скорректированного согласно плану мероприятий при НМУ18) режима работы предприятий и неблагоприятных для рассеяния метеоусловий (5% повторяемости, согласно действующей системе экологического нормирования);

- уровень загрязнения, который может возникнуть при аварийном выбросе от потенциально опасного объекта при определённых заданных (обычно неблагоприятных) метеоусловиях;

- фактически существующий текущий уровень загрязнения.

Картографирование загрязнения атмосферы складывается из следующих составных частей:

- картографирование потенциала загрязнения атмосферы;

- картографирование источников загрязнения;

- картографирование уровней загрязнения.

Картографирование потенциала загрязнения атмосферы (П3A) проводится на основе данных стационарных метеорологических наблюдений.

Потенциал загрязнения атмосферы (ПЗА) – сочетание метеорологических факторов, обуславливающих уровень возможного загрязнения атмосферы от НМУ – неблагоприятные метеорологические условия.

источников в данном географическом районе (ГОСТ 17.2.1.04-77 (СТ СЭВ 3403-81).

Охрана природы. Атмосфера. Источники и метеорологические факторы загрязнения, промышленные выбросы. Термины и определения).

Величина ПЗА позывает, во сколько раз средний уровень загрязнения атмосферного воздуха в конкретном районе, с определённой повторяемостью благоприятных для рассеивания примесей метеорологических условий, будет выше или ниже, чем в некотором другом районe, принятом за эталон.

Поскольку состояние атмосферы претерпевает как внутри, так и межгодовые изменения, различают:

- климатический потенциал загрязнения атмосферы;

- метеорологический потенциал загрязнения атмосферы.

Климатический ПЗА отражает среднюю повторяемость и степень выраженности НМУ. Для определения климатического ПЗА требуются данные аэрологических наблюдений, которые выполняются в очень ограниченном числе пунктов.

Климатический ПЗА является комплексной характеристикой и рассчитывается по формуле:

ПЗАклим = 2,3 exp {[0,04 / (z2 – z1)2] – [0,4z1 / (z2 – z1)]}, где z1 и z2 – аргументы интеграла вероятности f(z) = 2 / e-t2 dt.

При этих аргументах:

f(z1) = 1 – 2P1 и f(z2) = 1 – 2P2;

P1 = Рин + Рсл – Рз – Рт;

Р2 = Рз + Рт, где Рин – повторяемость приземных инверсий;

Рсл – повторяемость слабых ветров (0-1 м/с);

Рз – повторяемость застоев воздуха;

Рт – повторяемость туманов.

Все значения повторяемости определяются в среднем за год в долях единиц. По значениям P1 и Р2 определяются функции f(z1) и f(z2), а затем по таблицам определяются значения аргументов z1 и z2.

Расчётные оценки климатического ПЗА исследуемой территории сравниваются с действующей классификацией ПЗА, согласно которой на территории

России выделяются 5 зон:

- низкого (ПЗА 2,4),

- умеренного (2,4-2,7),

- повышенного (2,7-3,0),

- высокого (3,0-3,3);

- очень высокого (ПЗА 3,3).

Сравнение позволяет установить характерные особенности района, имеющего преобладающую повторяемость тех или иных метеорологических элементов. Изучение годового и суточного хода климатических характеристик позволяет выявить периоды, когда наиболее вероятны условия накопления примесей в атмосфере и наиболее благоприятные условия для их рассеивания.

Картографирование климатического ПЗА производится путём интерполяции полученных по формулам вычисленных значений по метеостанциям с последующим вычерчиванием изолиний. Обычно картографирование климатического ПЗА выполняется в мелких масштабах, что позволяет выявить влияние крупных форм рельефа и циркуляционных особенностей атмосферного воздуха глобального и регионального масштаба и дать рекомендации по предупреждению загрязнения.

Метеорологический ПЗА характеризуется большей пространственной и временной изменчивостью: он создаётся на относительно короткое время при неблагоприятных метеоусловиях. Для его определения используются параметры, определяемые на значительно большем числе метеостанций.

ПЗАметео = (Рсл + Рт) / (Ро + Рв), где Рсл – повторяемость слабых ветров (0-1 м/с);

Рт – повторяемость туманов;

Ро – повторяемость дней с осадками 0,5 мм и более;

Рв – повторяемость скорости ветра 6 м/с и более.

Картографирование метеорологического ПЗА является важной задачей, поскольку позволяет количественно охарактеризовать различия в уровнях загрязнения при одном и том же выбросе, в зависимости от места размещения источника (в зависимости от местоположения метеостанции на водоразделе или в долине величины метеорологического ПЗА могут различаться в несколько раз).

Карты метеорологического ПЗА создаются как для среднегодовых и среднемесячных показателей, так и конкретных отрезков времени. Метеорологический потенциал загрязнения является предметом средне- и крупномасштабного картографирования. При этом используется метод интерполяции расчётных данных и картографический способ изолиний.

Картографирование источников загрязнения атмосферы проводится на основе данных инвентаризации, статистической отчётности об объёмах выбросов и обобщающих материалов.

Картографирование на основе данных инвентаризаций проводится при разработке материалов экологического нормирования (например, при разработке проекта ПДВ). При этом используются генеральные планы предприятий масштаба 1:500 – 1:5000. На картах показывается плановое положение источников выбросов, включённых в бланки инвентаризации, и их номера по списку. Характеристика источников (наименование, удельные выбросы отдельных ингредиентов в г/с, режим работы источника) даётся в табличных материалах и используется для расчётов рассеяния максимальных разовых выбросов.

Картографирование на основе данных статистической отчётности (формы 2-ТП воздух) выполняется в крупных масштабах для территорий городов и их частей. При этом для показа объёмов и структуры выбросов обычно используется способ значков.

Картографирование на основе обобщающих материалов выполняется в средних и мелких масштабах с использованием значков (для обозначения суммарных выбросов от городов и их структуры), картограмм и картодиаграмм (для характеристики выбросов от территориальных единиц различного иерархического уровня). Важно отметить, что вследствие значительных различий в степени опасности отдельных ингредиентов, необходимо использовать размеры обозначений для характеристики не абсолютных, а приведённых выбросов.

Показатели загрязнения атмосферного воздуха могут быть подразделены на поингредиентные и интегральные (комплексные).

Поингредиентные показатели включают:

- абсолютные значения концентраций загрязнителей (в мг/м3);

- значения, кратные ПДКмр и ПДКсс – предельно допустимая максимально разовая концентрация химического вещества в воздухе населённых мест и предельно допустимая среднесуточная концентрация химического вещества в воздухе населённых мест19 (безразмерная величина);

- показатели повторяемости превышений ПДК (в %).

Абсолютные значения концентраций загрязняющих веществ и значения, кратные ПДК, получают по результатам расчёта рассеяния загрязняющих веПредельно допустимая концентрация (ПДК) примеси в атмосфере – максимальная концентрация примеси в атмосфере, отнесённая к определённому времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает на него вредного действия, включая отдалённые последствия, и на окружающую среду в целом.

Предельно допустимые концентрации атмосферных загрязнений в России устанавливаются в 2-х показателях: как максимально разовые (за 30 мин) и среднесуточные (за 24 часа).

Последние являются основными. Их назначение – не допускать длительного резорбтивного (резорбция – поглощение, всасывание) действия вредных веществ.

ществ по унифицированной программе расчёта атмосферного воздуха УПРЗА «Эколог», разработанной фирмой «Интеграл», г. Санкт-Петербург. Расчёт в программе «Эколог» производится в соответствии с общесоюзным нормативным документом ОНД-86 «Методика расчёта концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий».

В справочной литературе («Ежегодники состояния загрязнения воздушного бассейна городов и промышленных центров СССР», «Ежегодники состояния загрязнения атмосферы городов России») приводятся следующие поингредиентные характеристики:

- средняя концентрация примеси в воздухе (qср);

- наибольшая наблюдавшаяся концентрация примеси в воздухе (qm);

- повторяемость разовых концентраций выше ПДК (g);

- повторяемость разовых концентраций выше 5 ПДК (g1);

- повторяемость разовых концентраций выше 10 ПДК (g2).

Интегральные показатели.

Основным наиболее употребительным интегральным показателем является индекс загрязнения атмосферы (ИЗА), который рассчитывается по формуле:

ИЗА = [qср / ПДКСС]k, где qср – среднегодовая концентрация i-го вещества;

ПДКСС – среднесуточная предельно допустимая концентрация i-го вещества;

k – безразмерная константа, позволяющая учесть различия в степени опасности отдельных веществ, принимаемая:

• для веществ 1-го класса опасности – 1,7;

• для веществ 2-го класса опасности – 1,3;

• для веществ 3-го класса опасности – 1,0;

• для веществ 4-го класса опасности – 0,9.

К интегральным показателям можно отнести и санитарно-зищитную зону (СЗЗ), которая представляет собой границу вокруг источника загрязнения, за пределами которой отсутствует негативное влияние промышленного объекта.

Санитарно-защитная зона является обязательным элементом любого объекта, который является источником воздействия на среду обитания и здоровье человека.

Ширина санитарно-защитной зоны устанавливается с учётом санитарной классификации, результатов расчётов ожидаемого загрязнения атмосферного воздуха и уровней физических воздействий, а для действующих предприятий – также и натурных исследований.

Если ведущим фактором для установления СЗЗ является химическое загрязнение атмосферы, то в зависимости от характеристики выбросов предприятия размер СЗЗ устанавливается либо от границы промплощадки, либо от источника выбросов загрязняющих веществ (СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03.

Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов):

- граница СЗЗ откладывается от границы территории промплощадки в случае:

• размещения технологического оборудования на открытых площадках,

• наличия источников, рассредоточенных по территории предприятия,

• присутствия наземных (h 2 м) и низких (2-10 м) источников, холодных выбросов (температура выбрасываемой газовоздушной смеси 50°С) средней высоты (10-50 м);

- граница СЗЗ откладывается от источников выбросов:

• в случае наличия только высоких источников (h 50 м) нагретых (температура выбрасываемой газовоздушной смеси 50°С) выбросов.

Построение СЗЗ производится по результатам расчёта рассеивания загрязняющих веществ по УПРЗА «Эколог» с учётом розы ветров для данной местности. Причём построение СЗЗ производится зеркально по отношению к розе ветров. Например, при северо-западном направлении ветра, полученные по программе значения, откладываются на луче юго-восточного направления.

Картографирование уровней загрязнения атмосферы выполняется для разных временных интервалов.

Долговременное (среднее за длительный период) загрязнение воздуха может быть охарактеризовано по прямым или косвенным данным. Картографирование по прямым данным наблюдений на стационарных постах даёт наиболее точную количественную характеристику загрязнения, но степень её детальности лимитируется малым числом таких постов.

Количество постов и их местоположение определяется с учётом численности населения, площади населённого пункта, рельефа местности, а также развития промышленности и транспорта, рассредоточенности мест отдыха и курортных зон.

Число постов в городах зависит от численности населения и объёмов промышленных выбросов и изменяется от 1 до 10-2020.

Например, в Ухте подЧисло стационарных постов в зависимости от численности населения устанавливается не менее:

1 поста – при численности населения до 50 тыс. жителей, 2 поста – 100 тыс. жителей, 2-3 поста – 100-200 тыс. жителей, 3-5 постов – 200-500 тыс. жителей, 5-10 постов – более 500 тыс. жителей, 10-20 постов (стационарных и маршрутных) – более 1 млн жителей (ГОСТ 17.2.3.01-86. Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля качества воздуха населённых пунктов).

разделениями Росгидромета ведутся наблюдения на 3-х стационарных постах (ул. Севастопольская, ул. Ленина, ул. Советская).

Из-за ограниченности числа постов при картографировании по прямым данным интерполяция выполняется практически без учёта планировочной структуры городов. Необходимо также отметить разнообразие условий размещения постов: вблизи промышленных зон, на автомагистралях, в жилых и зелёных зонах и т. д. Это позволяет решить задачу получения общегородских характеристик, дифференцированных по функциональным зонам, но делает весьма проблематичной возможность интерполяции между постами.

Кратковременное загрязнение воздуха контролируется в крупных городах значительно более полно, чем долговременное, т. к. на решение этой задачи направлены подфакельные наблюдения и контроль санитарно-защитных зон предприятий. Обобщение материалов подфакельных и ведомственных наблюдений позволяет охарактеризовать кратковременное загрязнение воздуха при НМУ по прямым данным. При этом особое значение приобретает анализ условий возникновения высоких концентраций загрязняющих веществ, а также картографирование этих концентраций и условий их возникновения.

Эта задача может быть реализована как по материалам мониторинга, так и в рамках математического моделирования. Расчёт значений уровней загрязнения атмосферного воздуха проводится в соответствии с ОНД-86. Сопоставление поингредиентных и обобщающих карт при неблагоприятных метеоусловиях позволяет оконтурить отдельные районы города с неблагоприятными метеоусловиями и, соответственно, с наихудшими условиями рассеяния загрязняющих веществ.

Картографирование загрязнения атмосферы по косвенным методам оценки состояния. Загрязнение воздушного бассейна обычно изучается прямыми инструментальными замерами, с отбором проб воздуха и коррекцией полученных результатов с помощью компьютерного математического моделирования. Однако в последнее время всё более широко применяются так называемые косвенные методы оценки состояния воздушного бассейна.

Косвенными методами, позволяющими оценить долговременное загрязнение воздуха, являются:

- снегомерная съёмка с отбором проб на химический анализ;

- почвенная геохимическая съёмка;

- лихеноиндикация.

Суть этих методов заключается в определении содержания загрязняющих веществ, поступивших из воздуха в различные депонирующие среды – снежный покров, почвы, растительность. Выявление аэрогенных геохимических аномалий в снежном, почвенном и растительных покровах позволяют охарактеризовать уровнь загрязнения воздуха в границах этих аномалий.

Возможность оценки уровня загрязнения атмосферы, по данным изучения загрязнённости депонирующих компонентов среды, регламентируется следующими документами:

- РД 52.04.186-89. Руководящий документ. Руководство по контролю загрязнения атмосферы;

- РД 52.44.2.2-94. Руководящий документ. Методические указания. Охрана природы. Комплексное обследование загрязнения природных сред промышленных районов с интенсивной антропогенной нагрузкой.

Снегомерная съёмка с отбором проб на химический анализ. Снежный покров является естественным накопителем загрязняющих веществ, содержащихся в атмосфере. Важной особенностью снежного покрова как аккумулятора загрязняющих веществ является его свойство накапливать не только влажные, но и сухие выпадения загрязняющих веществ, контроль которых инструментальными методами весьма сложен и не даёт надёжных результатов. Поэтому снежный покров служит надёжным индикатором чистоты атмосферного воздуха.

Данные о количестве загрязняющих веществ в снежном покрове можно использовать не только для приближённой оценки загрязнения других природных сред, но и для решения более сложных задач – определения вещественного состава и мощности выбросов предприятий, выявления особенностей локального и регионального переноса загрязняющих веществ, дистанционного измерения величины и качественного состава загрязнения территорий.

Наблюдение за состоянием снежного покрова позволяет:

- создавать долговременную и объективную систему контроля состояния воздушного бассейна исследуемой территории;

- изучать структуру и состав полей загрязнения снежного покрова характеризуемой территории;

- определять вещественный состав и мощность выбросов предприятий по характеру и локализации геохимических аномалий в снежном покрове;

- выявлять особенности локального и регионального переноса загрязняющих веществ;

- определять величину и качественный состав загрязнения атмосферы.

Результаты химического анализа загрязняющих веществ, содержащихся в снеге, позволяют охарактеризовать атмосферные выпадения за зимний период.

Отбор проб проводится в период максимального накопления влагозапаса, т. е. на рубеже зимы и весны, чтобы, с одной стороны, охарактеризовать весь период снегонакопления, а с другой – до начала снеготаяния, чтобы избежать выщелачивания растворимых компонентов. Отобранные в этот период пробы позволяют получить представительные данные о техногенном загрязнении в период с момента образования устойчивого снежного покрова до даты отбора пробы.

Для снегомерных наблюдений и отбора проб снега используются стандартный снегомер-плотномер, снегомерная рейка, полиэтиленовые ведра или пакеты.

Отбор проб снега осуществляется на характерных участках ландшафта, вне дорог, троп или других мест, где возможно какое-либо воздействие на снежный покров. В снегу на всю его мощность выкапывается шурф, а затем из его бортов снегомером-плотномером вырезается несколько снежных кернов.

Выполняются замеры веса снегомера вместе со снегом и мощности снежного покрова в точке отбора. В состав пробы на химанализ включается весь извлечённый из снегомера снег. Для получения достоверных результатов в пробу не должны попасть частицы подстилающего грунта, мусор и т. п. Отобранные пробы доставляются в аттестованную и аккредитованную лабораторию для проведения химико-аналитических исследований.

По данным снегомерной съёмки определяются плотность снега и влагозапас, которые рассчитываются по формулам:

= m / V, кг/м3 или 0,001 г/см3;

w = h ·, мм (или кг/м3).

Полученные результаты химического анализа проб снега интерпретируются следующим образом:

- путём сравнения полученных значений с фоновыми показателями,

- путём определения коэффициентов концентрации химического вещества Кс, который определяется отношением фактического содержания определяемого вещества в почве (Сi) в мг/дм3 к региональному фоновому (Сфi):

Кс = Сi / Сфi;

- путём определения суммарных показателей загрязнения Zc, который равен сумме коэффициентов концентрации химических элементов загрязнителей:

Zc = (Kci + … + Kcn) – (n – 1), где n – число определяемых суммируемых веществ;

Kci – коэффициент концентрации i-го компонента загрязнения.

Рассчитанные суммарные показатели сравниваются с ориентировочной оценочной шкалой загрязнения снега, которая имеет следующие градации:

- допустимый уровень загрязнения – Zc 64;

- умеренно опасный – от 64 до 128;

- опасный – от 128 до 256;

- чрезвычайно опасный – Zc 256.

Анализ распределения геохимических показателей, полученных в результате опробования снега по регулярной сети, даёт пространственную структуру загрязнения снежного покрова территории.

Полученные данные о химическом составе атмосферных осадков, в частности снега, являются косвенным показателем состояния загрязнённости атмосферы, поскольку характеризуют загрязнение слоя атмосферы, в котором образуются облака, происходит газовый обмен, из которого выпадают осадки и сухие вещества.

Основными показателями такого загрязнения, помимо концентрации загрязнителей, являются:

- поверхностная плотность загрязняющих веществ;

- средняя интенсивность выпадений.

Расчёт показателей поверхностной плотности загрязняющих веществ и средней интенсивности выпадений выполняется по формулам:

Q = 10-2сР и U = Q/T, где Q – поверхностная плотность загрязняющего вещества, т/км2;

с – концентрация загрязнителя в талой воде, мг/дм3;

Р – влагозапас в снеге, г/см2;

U – средняя интенсивность выпадений, т/(км2·сут.);

Т – период от установления снежного покрова до момента отбора пробы, сут.

Результирующими материалами снегомерной съёмки с отбором проб на химический анализ являются:

- моноэлементные карты распределения загрязняющих веществ в снежном покрове:

• карты концентраций различных элементов в снежном покрове (в мг/дм3),

• карты кратности превышения концентраций загрязнителей по отношению к ПДК (в долях ПДК) или фоновому содержанию (в количество раз);

- карты суммарных показателей загрязнения снега.

Карты составляются методом интерполяции полученных количественных показателей в точках наблюдения с использованием способа изолинии и (или) способа количественного фона.

Цветовая гамма закраски количественного фона подбирается следующим образом:

- по принципу усиления интенсивности цвета по мере увеличения показателя;

- по принципу «светофора»: переход от зелёных через жёлтые к красным цветам по мере изменения градации в соответствии с оценочной шкалой загрязнения.

Перспективность использования снежного покрова в качестве природного индикатора состояния воздушного бассейна в холодный сезон года оценена в работе «Компьютерное геоэкологическое картографирование» Жукова В. Т., Новаковского Б. А., Чумаченко А. Н. Исследования выполнялись сотрудниками Саратовского Государственного университета в 1992, 1994 и 1997 гг. Построение цифровых моделей, создание и редактирование моно- и полиэлементных карт распределения загрязняющих веществ в снежном покрове выполнялось с помощью программных средств МАG, Surfer и VerticalМаррег (приложение МарInfo).

Аналогичная работа была выполнена в 2003 г. в рамках оценки современного состояния окружающей среды в границах влияния ОАО «ЛукойлУхтанефтепереработка». Программа работ предусматривала проведение снегомерной съёмки территории нефтеперерабатывающего завода и прилегающей 1-км зоны влияния с отбором проб снега на химический анализ.

По результатам снегомерных наблюдений средняя мощность снежного покрова варьировала от 0,67 м на территории завода до 0,92 м на фоновой площадке, расположенной вне зоны техногенного воздействия в 7,5 км на юго-восток. Плотность снега соответственно изменялась от 330 до 300 кг/м3 (или 0,33 и 0,30 г/см3).

Максимальный запас влаги в снежном покрове фоновой площадки составлял 276 мм, минимальный – в центральной части промплощадки завода – 221 мм.

По химическому составу снеговые воды ультрапресные, мягкие, преимущественно гидрокарбонатно-натриевые, реже гидрокарбонатно-кальциевые. В силу того, что снежный покров характеризуемой территории играет важную роль в питании р. Ухта, результаты химического состава зимних атмосферных осадков сравнивались с предельно допустимыми концентрациями для поверхностных вод рыбохозяйственных водоёмов.

Величина рН талой воды варьировала в очень широких пределах – от слабокислой до щелочной. Однако в целом, за исключением 2-х пунктов контроля, удовлетворяла требованиям, предъявляемым к водам рыбохозяйственных водоёмов.

Во всех пробах, отобранных как непосредственно на территории завода, так и в зоне его влияния, отмечалось повышенное содержание в снеге взвешенных частиц, превышающее норму в 1,2-4,5 раз. Максимальное значение взвешенных веществ было выявлено в пункте наблюдения, который располагался в районе железнодорожного переезда у станции Ветлосян.

Из загрязняющих веществ органического происхождения практически во всех отобранных пробах снега отмечается повышенное содержание нефтепродуктов, аммиака и ионов аммония.

Концентрации нефтепродуктов превышали допустимые показатели в 2-13 раз. Минимальные значения нефтепродуктов (2,0-2,5 ПДКрыб.) отмечались в трети отобранных проб, в том числе и на фоновой площадке. Максимальные значения 12-13 ПДКрыб. зафиксированы на промплощадке нефтеперерабатывающего завода и у крупных автомагистралей, причём вблизи автодорог (ул. Сенюкова и трасса Ухта-Аэропорт) эти значения даже не намного выше, чем на территории завода.

По содержанию аммиака и ионов аммония наиболее неблагоприятная ситуация была в жилой зоне: в районе улиц Сенюкова и Бушуева концентрация NH4+ достигала 0,48-0,55 мг/дм3 и превышала норму в 9-11 раз. В пределах зоны влияния завода этот показатель был несколько ниже и варьировал от 0,26 до 0,36 мг/дм3 (5-7 ПДКрыб.). Непосредственно на территории завода содержание аммиака и ионов аммония было минимально и составляло 0,13 мг/дм3 (2,6 ПДКрыб.).

Концентрации нитратов были ниже ПДКрыб. в 4-70 раз и в большинстве проб даже меньше обычной концентрации нитратов в атмосферных осадках (0,9-1,0 мг/дм3).

Среди загрязняющих веществ неорганического происхождения практически повсеместно отмечалось повышенное содержание марганца. Его концентрации изменялись от 0,02 до 0,16 мг/дм3 и превышали ПДК в 2-16 раз.

Максимальное значение этого показателя было зафиксировано в пробе, отобранной вблизи корпуса MIBI, в 100 м от проезжей части ул. Сенюкова, минимальное – в районе железнодорожного переезда у станции Ветлосян. На территории промплощадки ОАО «Лукойл-Ухтанефтепеработка» и в зоне влияния завода содержание марганца не превышало 0,05 мг/дм3 (5 ПДКрыб.).

Концентрации свинца, кобальта и алюминия во всех пробах снега находились в пределах нормы и не превышали предельно допустимых значений. В большинстве опробованных кернов снега такое же положение отмечается по цинку и меди.

Средняя суммарная интенсивность выпадения загрязнителей с зимними осадками варьировала от 22 кг/км2·сут., на фоновой площадке до 73 кг/км2·сут.

в зоне активного техногенного воздействия. Максимальная интенсивность выпадения (129 кг/км2·сут.) была зафиксирована в точке наблюдения, расположенной в районе станции Ветлосян, высокие значения (101 кг/км2·сут.) отмечались также в краевой части лесного массива на севере Левобережного промузла и в центральной части промплощадки ОАО «ЛукойлУхтанефтепереработка» – 100 кг/км2·сут.

По интенсивности осаждения из атмосферы основных загрязнителей первое место занимали взвешенные вещества (20,7-127,1 кг/км2·сут.), второе – нитраты (0,1-10,3 кг/км2·сут.), третье – нефтепродукты (до 1,3 кг/км2·сут.). Интенсивность выпадения других загрязняющих веществ (свинца, алюминия, марганца) незначительна – порядка нескольких десятков граммов в сутки на квадратный километр.

Практически не поступает из атмосферы цинк, кобальт и медь.

По результатам исследований оказалось, что районы, в которых расположены основные источники выбросов в атмосферу, являются не самыми загрязнёнными по состоянию снежного покрова. Это объясняется тем, что накопление загрязнителей здесь происходит только в условиях штиля. При наличии ветра выбросы с их территории переносятся воздушными потоками в другие районы города.

Проведённый анализ оценки состояния снежного покрова позволил оконтурить участки, характеризующиеся максимальными накоплениями загрязняющих веществ. Эти загрязнители могли поступить в депонирующую среду различными путями: как в результате прямого загрязнения почвы и снега, связанного с какой-либо производственной деятельностью, так и путём переноса их с других участков.

Почвенная геохимическая съёмка. Исследования загрязнённости почв, направленные на оценку общего уровня загрязнения атмосферы и выявление наиболее загрязнённых участков территории, получили широкое распространение в 80-90 гг. в городах России и сопредельных стран СНГ.

При этом использовалась приборная и нормативно-методическая база, применявшаяся ранее при геологических съемках и поисках месторождений полезных ископаемых (литогеохимические исследования).

Интерпретация результатов геохимического опробования почв проводится путём сравнения данных анализов:

- с фоновыми концентрациями тех же элементов в аналогичных почвах, которые распространены вне зоны техногенного воздействия;

- с установленными предельно допустимыми концентрациями (ПДК).

По результатам опробования определяются:

- поэлементные показатели концентрации загрязняющих веществ Кс:

Кс = Сi / Сфi, где Сi – концентрация элемента в i-той пробе;

Сфi – соответствующая фоновая концентрация;

- суммарные показатели концентрации загрязняющих веществ Zс:

Zc = Kc – (n – 1), где n – число определяемых элементов;

Kc – коэффициент концентрации загрязняющих веществ.

Поскольку основным источником загрязнения поверхностного слоя почв являются атмосферные выпадения, по величине Zc можно оценить общий уровень загрязнения воздуха.

Так, по данным сопоставления многолетних результатов наблюдения за загрязнением воздуха и почв на стационарных постах в 8 городах России и Украины было получено уравнение, связывающее значения индекса загрязнения атмосферы (с учётом оксидов азота, серы, углерода и пыли) и суммарного показателя загрязнения почв:

ИЗА = 3,466 · Zc(r = 0,556), где ИЗА – индекс загрязнения атмосферы;

Zc – суммарный показатель загрязнения почв.

При наличии информации о загрязнении почв данная формула позволяет оценить и картографировать уровень загрязнения атмосферы с высокой степенью детальности (при условии, что химическое загрязнение почв обусловлено аэрогенными факторами, а не образовалось в результате миграции загрязнителей или их осаждения из загрязнённых стоков).

Кроме того, по результатам натурных наблюдений установлены эмпирические зависимости, позволяющие оценить среднегодовое содержание отдельных металлов в атмосферном воздухе по их содержанию в почвах.

Например, для свинца установлена следующая зависимость:

Y = (X – 165) / 840, где Y – содержание металла в воздухе, мкг/м3;

X – содержание соответствующего металла в почвах, мг/кг.

Эмпирические зависимости по другим элементам представлены в книге Саета Ю. Е., Ревича Б. А., Янина Е. П. «Геохимия окружающей среды». М., Недра, 1990 г.

Более подробно картографирование загрязнения почв будет рассмотрено ниже.

Лихеноиндикация является наиболее разработанным методом из всех методов биоиндикации, позволяющим определить степень загрязнения и оценить техногенное воздействие на атмосферный воздух.

Чувствительность лишайников к загрязнению окружающей среды обусловлена несколькими причинами. В первую очередь, это симбиотическая природа данной группы организмов: лишайник представляет собой ассоциацию между гетеротрофным компонентом – грибом и автотрофным партнером – водорослями или/и цианобактериями21. Другой особенностью лишайников, обусловливающей их чувствительность к воздействию загрязнителей, является неспособность лишайников в течение жизни избегать вредных воздействий за счёт отмирания отдельных частей слоевища. Втретьих, у лишайников отсутствует устьичный аппарат и кутикула, и поэтому аэрозоли и газы поглощаются всей поверхностью слоевищ. Кроме того, лишайники обладают низкой способностью к саморегуляции и сильно зависят от физико-химических параметров среды.

Наиболее чувствительными к выбросам промышленных производств являются эпифитные22 лишайники, обитающие на коре стволов и веток деревьев и кустарников.

Традиционно выделяют три основные жизненные формы лишайников:

- накипные лишайники, имеющие слоевище в виде порошковидного налёта или корочки;

- листоватые лишайники, представляющие собой цельные или лопастные пластинки, горизонтально распростёртые по субстрату;

- кустистые лишайники, имеющие вид прямостоячих или повисающих кустиков, прикрепляющихся к субстрату участком нижней части слоевища.

Наиболее устойчивыми к воздействию загрязнителей являются накипные лишайники, слоевище которых зачастую погружено в субстрат или имеет вид слабой корочки, далее идут листоватые и самыми чувствительными являются кустистые, имеющие наибольшую по отношению к массе площадь таллома23.

В целом, реакция эпифитных лишайников на атмосферное загрязнение территории в результате производственной деятельности проявляется следующим образом:

- отмечается значительное изменение структуры лишайниковых группировок: уменьшается флористическое разнообразие и видовая насыщенность;

- снижается обилие подавляющего числа видов;

Гетеротрофность – способность организмов питаться готовыми органическими веществами и неспособность синтезировать органические вещества из неорганических.

Автотрофность – способность организмов синтезировать необходимые им для жизни органические вещества из неорганических за счёт солнечной энергии или энергии некоторых химических реакций.

Эпифиты – растительные организмы, обитающие на других растениях, но не паразитирующие на них.

Таллом (слоевище) – тело низших растений и грибов, не расчленённое на листья, стебель и корень.

- изменяется соотношение жизненных форм лишайников;

- происходит замена видов, предпочитающих чистые экотопы, на виды, толерантные к воздушному загрязнению.

Выделяется несколько групп толерантности лишайников к загрязнению:

- очень чувствительные виды;

- чувствительные виды;

- устойчивые виды;

- очень устойчивые виды.

По результатам натурных наблюдений оконтуриваются площади распространения лишайников различной чувствительности к загрязнению. Эти площади показываются на картах способом линейных знаков (границы) и способом качественного фона. Цветовая гамма выбирается либо по принципу усиления интенсивности закраски по мере увеличения устойчивости видов к загрязнению, либо по принципу светофора (участки распространения чувствительных видов окрашиваются в зелёные цвета, устойчивых – в жёлтые, очень устойчивых – в красные).

В качестве примера можно привести исследования лихенофлоры, которые проводились Институтом биологии Коми НЦ УрО РАН при выполнении инженерно-экологических изысканий на территории промплощадки и в пределах 1-км зоны влияния ОАО «Лукойл-Ухтанефтепереработка».

В результате исследований на территории завода было выявлено от 3 до 9 видов лишайников. Такое же количество видов отмечено на площадках, расположенных в 0,5-0,6 км от завода. На удалении 1-6 км флористическое богатство лишайников-эпифитов было выше в 2-3 раза. Увеличение видовой насыщенности этих площадок обуславливалось, в основном, появлением лишайников кустистой формы, т. е. видов, обладающих наибольшей по отношению к массе площадью поверхности и являющихся наиболее чувствительными к загрязнению.

Часть видов лишайников-эпифитов была индифферентна к загрязнению – это листоватые лишайники гипогимния вздутая, пармелия, два вида меланелии и пармелиопсис. Эти виды встречены как на загрязнённой, так и на чистой территории.

Десять видов лишайников накипной и листовато-рассечённолопастной жизненной формы обитали на коре и веточках деревьев только на территории завода и на сопредельной площади – это такие устойчивые к загрязнению виды, как калоплаки, ксантории, канделяриелла, леканора и фисции. Устойчивость этих видов к загрязнению можно объяснить их положительным отношением к повышенным концентрациям аммиака и сернистого ангидрида в атмосфере.

Это, так называемые, нитрофильные и ацидофильные виды лишайников, т. е.

виды, предпочитающие среду с повышенным содержанием SO2, NO2 и NH3.

Пять, наиболее чувствительных видов лишайников-эпифитов, к которым относятся Bryoria furcellata, Platismatia glauca, Tuckermanniopsis chlorophylla, Hypogymnia tubulosa и Chaenotheca chrysocephala, отмечены только на фоновой площадке. Многие из приведённых видов лишайников являются признанными индикаторами загрязнения воздуха.

Проведённые исследования позволили выделить 3 зоны экологического состояния лишайников-эпифитов, чувствительных к загрязнению атмосферного воздуха, в соответствии с которыми была районирована и территория влияния нефтеперерабатывающего производства. Зона сильного воздействия включает территорию промплощадки и прилегающую 0,6 километровую полосу. Эта зона выражена в рельефе в виде «чаши» с абсолютными отметками от 80-90 м до 120 м, где концентрируются выбросы не только с завода, но и других промышленных предприятий. Здесь в основном обитают устойчивые к загрязнению лишайники накипной жизненной формы, а также нитрофильные и ацидофильные виды. Вместе с тем эту территорию нельзя считать сильно загрязнённой, поскольку здесь пусть и с минимальным обилием, но все же обитают чувствительные к загрязнению виды лишайников.

Относительно чистая зона примерно соответствует 1-километровой зоне от границ территории завода – здесь обитают как чувствительные, так и очень чувствительные к атмосферному загрязнению виды лишайников.

Чистая зона соответствует естественному (фоновому) состоянию территории – наиболее удалена от источников загрязнения. Здесь встречено пять видов лишайников-эпифитов, очень чувствительных к загрязнению.

Выводы. На составленных по результатам геохимических съёмок картах загрязнения снежного, почвенного и растительного покрова, выделяются техногенные аномалии различного происхождения, степени выраженности и территориального охвата. Важнейшей задачей последующего анализа полученных карт является выявление причин образования этих аномалий. При этом используется различная информация, имеющаяся на рассматриваемую территорию, в т. ч. и картографическая. Сопоставление информации из разных источников позволяет качественно и количественно оценить роль различных факторов в формировании техногенных геохимических аномалий.

А сопоставление полученных карт загрязнённости почв и снега позволяет определить направление развития выявленного загрязнения:

- формирующееся – загрязнение отмечается в снежном покрове, но отсутствует в почвах;

- растущее – загрязнение выявлено как в почвах, так и в снегу;

- реликтовое – загрязнение обнаружено в почвах, но не зафиксировано в снегу.

Физическое загрязнение. К физическим факторам окружающей среды, трансформируемым в результате деятельности человека, относятся: шумовое загрязнение, электромагнитные и радиационные поля.

Картографирование физических факторов, с одной стороны, облегчается возможностью их непосредственного измерения с помощью соответствующих приборов, с другой стороны, осложняется высокой пространственной и временной изменчивостью.

Поэтому физические факторы картографируются, если существуют устойчивые источники соответствующих влияний:

- в районах радиоактивного загрязнения;

- в зонах воздействия промышленных предприятий, автомобильных магистралей, железных дорог, аэродромов и других источников шума;

- вблизи излучателей радиоволн и ЛЭП.

Вследствие высокой временной и пространственной изменчивости определяемые и картографируемые параметры относят к некоторым условным моментам (конкретные даты для уровней радиации; утренние часы «пик» для характеристики шумовой нагрузки) и элементам местности (трассы ЛЭП для электрических полей; линии в 7,5 м от оси ближайшей полосы движения при характеристике автотранспортного шума).

Картографирование радиационной обстановки получило широкое распространение после Чернобыльской катастрофы. При этом использовались методы и приборы, применявшиеся при радиометрических съёмках в геологии, атомной промышленности и энергетике.

При изучении радиационной обстановки преимущественно используются полевые методы. Измерение уровней гамма-фона проводится с помощью радиометров (дозиметров), при выполнении наземных маршрутов с заданной густотой расположения точек. В отличие от почвенных, геоботанических, геохимических и других исследований измерения гамма-фона обычно проводятся в узлах геометрически правильных сеток.

В результате определяется общий уровень радиационного фона (обычно в мкр/ч), обусловленный естественными причинами, а также выпадением техногенных аэрозолей, образовавшихся при ядерных испытаниях и авариях; выявляются аномалии от локальных источников. В пределах выявленных аномалий производится опробование почв, донных отложений, растительных тканей на содержание отдельных радионуклидов для определения их происхождения и степени опасности.

Искусственные радионуклиды стронций (90Sr) и цезий (137Cs) поступают в почву в основном из атмосферы в составе глобальных выпадений. Радионуклиды, выпавшие из атмосферы, достаточно быстро начинают взаимодействовать с верхними слоями почв и включаться в миграционные процессы, протекающие в почвенно-растительном покрове. 137Cs, являющийся аналогом природного калия, способен к прочному удержанию в почвах благодаря внедрению в решётки глинистых минералов путём изоморфного замещения (необменная сорбция).

Кроме того, он образует труднорастворимые гуматы, фосфаты, карбонаты, сульфаты и поглощается в верхнем гумусированным горизонте. Среди процессов закрепления 90Sr преобладает ионообменный механизм, при котором он обменивается с ионами кальция почвенного поглощающего комплекса. В этой связи по сравнению с цезием стронций, как правило, является более подвижным и мигрирует на большую глубину почвенного профиля.

Индивидуальное содержание естественных радионуклидов 40K, 226Ra, Th в составе почв не нормируется, а нормируется сумма удельных активностей этих радионуклидов – так называемая эффективная удельная активность, величина которой не должна превышать 370 Бк/кг.

В результате исследований изотопного состава радионуклидов создаются обобщающие (оценочные) карты радиационного загрязнения, на которых характеризуется общее содержание радионуклидов в почвах и донных отложениях, обычно в кюри (Ки) на км2. Загрязнённой считается территория, содержащая более 1 Ки/км2.

Радиационная обстановка обычно характеризуется с использованием способа изолиний. Изолиниями могут передаваться уровни гамма-фона, содержание отдельных радионуклидов, общие уровни радиационного загрязнения. Аномалии, не выражающиеся в масштабе карты, обозначаются значками. На упрощённых картах, ориентированных на массовую аудиторию, иногда изображаются ареалы радиационного загрязнения, в т. ч. без количественной характеристики.

Картографирование шумового загрязнения проводится как по результатам натурных измерений, так и на основе расчётных данных, либо с использованием сочетаний того и другого. В первом случае используют результаты инструментальных измерений уровней шума шумомерами 1-го или 2-го класса. Поскольку шумы с разными частотами при одинаковой интенсивности оказывают неодинаковое физиологическое воздействие, на практике измеряется уровень звукового давления (в дБ) при постоянном шуме или эквивалентный уровень (дБА) при непостоянном шуме, когда уровень звука изменяется во времени более чем на 5 единиц. Полученные значения сравниваются с нормативными значениями, установленными ГОСТ 12.1.036-81 ССБТ (система стандартов безопасности труда). Шум. Допустимые уровни в жилых и общественных зданиях.

Во втором случае картографирование ведётся на основе данных о величине автотранспортной нагрузки, структуре потока, дорожных условиях и характере застройки. Для получения этих данных проводятся наблюдения за напряжённостью и структурой транспортных потоков в часы «пик» в рабочие дни недели; при этом фиксируются также дорожные условия, характер застройки и озеленения.

При оценочных работах может использоваться расчётная методика, которая позволяет определить приближённые значения уровней шума в зависимости от численности населения города, уровня автомобилизации (число автомобилей на тысячу жителей) и значимости улиц (магистрали общегородского значения, районного значения и т. д.). Аналогичными табличными методами определяется шум вблизи железнодорожных и трамвайных линий, аэродромов, судоходных путей.

Сочетание инструментальных и расчётных определений уровней шума включает использование того и другого, в т. ч. в одних и тех же контрольных точках, в количестве, достаточном для получения статистически значимой выборки. Далее для учёта местных особенностей городской среды проводится расчёт уравнений регрессии, связывающих измеренные и расчётные значения уровней шума, и корректировка последних.

При картографировании шумового загрязнения способом изолиний показываются:

- абсолютные значения уровней звукового давления (дБ) или эквивалентного звукового давления (в дБА);

- значения, кратные нормативным значениям (безразмерная величина).

Существует также методика создания карт шума при разработке генеральных планов и проектов детальной планировки городов, в соответствии с которой шумовые характеристики в пределах улично-дорожной сети показываются линейными знаками, а при картографировании внутриквартальных пространств используется способ изолиний.

Картографирование электромагнитных полей. За несколько последних десятилетий сформировался новый фактор городской среды – электромагнитные поля (ЭМП) техногенного происхождения. Источниками таких излучений являются линии электропередач, электротранспорт, радиолокационные и радиопередающие системы, персональные компьютеры, бытовая техника, системы сотовой связи, промышленные установки СВЧ энергетики и др. Многие города имеют весьма насыщенную энергетическую инфраструктуру, расположенную в непосредственной близости от жилой и дачной застройки.

Электромагнитные поля являются сильнодействующим фактором с катастрофическими последствиями для всего живого. Медицинскими исследованиями доказано, что продолжительные воздействия ЭМП (даже слабого уровня) могут вызывать раковые заболевания, потерю памяти, угнетение половой функции, болезни Паркинсона и Альцгеймера, синдром внезапной смерти и т. п. Особую опасность вызывает воздействие ЭМП на беременных, маленьких детей, а также людей, подверженных аллергическим заболеваниям, поскольку все они обладают исключительно большой чувствительностью к ЭМП.

Несмотря на то, что уровни напряжённости электрических и электромагнитных полей являются предметом гигиенической регламентации, в настоящее время отсутствуют достоверные данные об уровнях ЭМП различного диапазона, не проводятся и инструментальные замеры. Соответственно, и картографирование электромагнитных полей не приобрело пока значительного распространения, отсутствуют и публикации по методике составления подобных карт.

Из публикаций известно о карте электромагнитных полей, входящей в состав Экологического атласа Санкт-Петербурга, на которой способом линейных знаков изображены примерные значения электромагнитных полей вдоль городских улиц, т. е. на оценочном уровне охарактеризовано воздействие воздушных линий электропередачи.

Картографический анализ потенциальной и реальной опасности воздействия ЭМП различных источников излучения вдоль маршрутов городского электротранспорта и железной дороги, высоковольтных ЛЭП, радио- и телепередающих станций проведён в книге Жукова В. Т., Новаковского Б. А., Чумаченко А. Н. «Компьютерное геоэкологическое картографирование».

Анализ проводился в лаборатории урбоэкологии Саратовского государственного университета с использованием крупномасштабной (1:2000) компьютерной карты города, на которой была отражена вся градостроительная ситуация: расположение и этажность жилых и общественных зданий, ЛЭП, трансформаторных будок и подстанций, маршрутов и остановок городского электротранспорта, участки железной дороги на электрической тяге, радио- и телепередающие станции, рельеф города, зелёные насаждения, плотность и заболеваемость населения по отдельным домам, кварталам, поселкам и микрорайонам. При картографировании использовался программный пакет МарInfo Professional 4.1.

В ходе работы были рассчитаны различные буферные зоны ЭМП. Выявленные зоны затем накладывались на градостроительную карту. В результате была определена площадь жилой застройки, расположенная в зоне электромагнитного воздействия, выявлены наиболее уязвимые объекты (школы, детские сады), проанализирована демографическая обстановка и данные по заболеваемости населения.

По проведённым электротехническим расчётам величина буферных зон для городского электрического транспорта изменялась от 15-20 м (для троллейбусов) до 20-25 м (для трамваев). Расчётная величина буферных зон высоковольтных линий электропередачи ЛЭП-110 кВ изменялась от 30 м до 60-80 м (в зависимости от энергопотребления). В буферных зонах расположено значительное количество жилых домов старой застройки и отдельные многоэтажные дома. Причём в последние годы наблюдается явная тенденция приближения новостроек к высоковольтным линиям электропередачи, не говоря уже о массовом дачном и гаражном строительстве в охранных зонах ЛЭП.

Существенный вклад в электромагнитное загрязнение вносили телерадиопередающие станции, создающие ЭМП радиочастотного диапазона. В связи с тем, что антенны 10 наиболее крупных станций суммарной мощностью более 60 кВт укреплены на телевизионной вышке, которая расположена на возвышенности, значительно выше близлежащих малоэтажных жилых массивов, электромагнитное излучение не опасно для здоровья при условии технической исправности антенно-фидерных систем. Иная картина складывается в многоэтажных жилых массивах вблизи городского аэродрома, где к мощным источникам электромагнитного излучения служб аэропорта в последнее время прибавился целый ряд радиопередающих устройств (широковещательные УКВрадиостанции, системы сотовой связи и пр.). Аналогичная картина наблюдается вблизи двух радиостанций, расположенных в центральной части города в многоэтажных жилых массивах.

Наряду с вышеуказанными крупными ЭМ загрязнителями, значительный вклад в повышение общего неблагоприятного электромагнитного фона в городе вносят громадное количество мелких загрязнителей, к которым относятся радиотелефоны и компьютеры. Тем более что значительное количество эксплуатируемых радиотелефонов и персональных компьютеров не соответствуют принятым в странах ЕЭС требованиям по электромагнитной безопасности.

Вообще проблеме электромагнитного загрязнения окружающей среды пока не уделяется должного внимания. Решение этой проблемы затруднено отсутствием в России чёткой нормативной базы, принятой в большинстве развитых стран. В результате существует практика установки антенн мощных (более 100 Вт) радиопередающих систем на крышах жилых зданий, вблизи школ, больниц, детских садов и других социальных объектов. При выдаче разрешений на установку и вещание не учитывается существующий электромагнитный фон.

До сих пор продолжается размещение автостоянок, дачных участков и даже детских площадок в охранных зонах ЛЭП.

Примером положительного решения проблем электромагнитного загрязнения является г. Москва, где утверждён новый порядок строительства зданий вблизи источников электромагнитного загрязнения. В Москве определены зоны отчуждения для жилых зданий, больниц, гостиниц, школ, детских садов в местах повышенной электромагнитной опасности и запрещено строительство не только жилых зданий, гостиниц, школ, но и гаражей на охранных участках ЛЭП.

Для нормализации электромагнитной обстановки необходимо принятие аналогичного постановления и в других регионах Российской Федерации с одновременным проведением работ по созданию системы мониторинга электромагнитного загрязнения окружающей среды с использованием современных информационных технологий. Комплексное решение проблем ЭМ загрязнения позволит не только улучшить состояние окружающей среды, но и стабилизировать энергоснабжение, работу транспорта и средств связи.

Учет физических факторов. Физические факторы учитываются при установлении санитарно-защитных зон. Величина СЗЗ устанавливается для промышленных, коммунальных, энергетических и иных предприятий, являющихся источниками неблагоприятных физических факторов, расчётным путём с учётом местоположения источника и характера создаваемого им воздействия.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |
Похожие работы:

«ШВЕЦОВ ЯРОСЛАВ ДМИТРИЕВИЧ ПОЛИМОРФИЗМ ГЕНОВ СИГНАЛЬНОГО КАСКАДА АРИЛГИДРОКАРБОНОВОГО РЕЦЕПТОРА И ЕГО РОЛЬ В ФОРМИРОВАНИИ ВРОЖДЕННЫХ ПОРОКОВ МЕЖПРЕДСЕРДНОЙ И МЕЖЖЕЛУДОЧКОВОЙ ПЕРЕГОРОДКИ СЕРДЦА 03.02.07 – генетика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени...»

«ПСИХОЛОГИЯ А.Ф.Корниенко ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ОРГАНИЗМА И ЗАЧАТОЧНАЯ ФОРМА ПСИХИКИ На начальных этапах эволюции живые организмы приобретают способность избирательно реагировать на жизненно важные (биотические) воздействия внешней среды. Механизм, позволяющий...»

«ЕВДОКИМОВА Елена Анатольевна МИКОЗЫ ВИНОГРАДНОЙ ЛОЗЫ В КРАСНОДАРСКОМ КРАЕ 06.01.11. – защита растений АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Санкт-Петербург – 2009 Работа выполнена в Государственном научном учре...»

«ГБОУ ВПО Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М.Сеченова кафедра биологии и общей генетики Дисциплина по выбору "Медико-биологические основы экологии"   Презентация по модулю № 5 К...»

«АКАДЕМИЯ НАУК СССР УРАЛЬСКИй ФИЛИАЛ ТРУДЫ ИНСТИТУТА ЭКОЛОГИИ РАСТЕНИЙ И ЖИВОТНЫХ вып. 1970 УДК 582.28 582.29 СПОРОВЫЕ РАСТЕНИЯ УРАЛА МАТЕРИАЛЫ ПО ИЗУЧЕНИЮ ФЛОРЫ И РАСТИТЕЛЬНОСТИ УРАЛА IV СВЕРДЛОВСК Печатается по постановлению Редакционно-издательского совета Уральского филиала АН СССР Ответственный редактор П. Л. Горчак...»

«ХИМИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ. 2004. №3. С. 103–107. УДК [634.741:641.524.6].004.12 ОПРЕДЕЛЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ В ALOCASIA MACRORRHIZA Е.А. Антипова1, С.М. Юдина1, Л.Е. Тимофеева1, Е.А.Лейтес2* Алтайский государственный медицинский университет, пр. Ленина, 40 Барнаул (Россия), e-m...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Кемеровский государственный университет Биологический факультет Рабочая программа дисциплины Молекулярная биология клетки Направление подготовки 06.03.01 Биология Направленность (профиль) подготовки Зоология Уровень бака...»

«2012 Географический вестник 3 (22) Экология и природопользование ЭКОЛОГИЯ И ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ УДК 574:556 М.А. Абдуев, Р.А. Исмаилов © РОЛЬ РЕКИ КУРЫ В ЗАГРЯЗНЕНИИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ Статья посвящена анализу загрязняющих веществ, поступающих в р.Куры и воздей...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Кемеровский государственный университет Биологический факультет Рабочая программа дисциплины ИЗБРАННЫЕ ГЛАВЫ НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ Направление подготовки 05.03.01 Геоло...»

«В.Ю. Бахолдина, В.А. Ковылин, К.Э. Локк, К.С. Ступина, Е.В. Абраменкова НЕКОТОРЫЕ СОЦИАЛЬНЫЕ АСПЕКТЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АДАПТАЦИИ: ВНЕШНОСТЬ И ВОСПРИЯТИЕ В настоящей статье представлены результаты научных исследований, которые проводятся в последние годы на кафедре а...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИИ УФИМСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ЭКОНОМИКИ И СЕРВИСА С.Г.Ковалев, Р.Р.Хабибуллин, В.В.Лапиков, Г.М.Абдюкова Общая геология с основами гидрогеологии и гидрологии Учебное пособие для сту...»

«1. Цели подготовки Целью освоения дисциплины "Методы исследований в агрофизике" является формирование у аспирантов навыка самостоятельного проведения почвенных, агрофизических и агроэкологических исследований; углубленного изучения методов проведения лабораторных и полевых опытов; обобщения и статистичес...»

«РОССИЙСКАЯ СИСТЕМА СПУТНИКОВОГО МОНИТОРИНГА ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ Д.В. Ершов*, Г.Н. Коровин*, Е.А. Лупян**, А.А. Мазуров**, С.А. Тащилин*** * Центр по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН. E-mail: korovin@cepl.rssi.ru ** Институт космических исследований РАН. E-mail: info@d902.i...»

«Аурика Луковкина Золотой ус и улучшение зрения Текст предоставлен правообладателем http://www.litres.ru/pages/biblio_book/?art=8918907 Золотой ус и улучшение зрения / А. Луковкина: Научная книга; Аннотация В данной книге мы предлагаем вашему вниманию способы улучшения зрения с помощью золотого уса, рецепты для лечения и профилактик...»

«ООО "Экологическая Помощь" _ Генеральная схема очистки территорий населенных пунктов МО "Ахтубинский район" Воронеж, 2012 г. Экологическая Помощь ООО "Экологическая Помощь" Генеральная схема о...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" АННОТАЦИЯ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ по дисциплине Экологические проблемы в строительстве (индекс и наименование...»

«Гладышев Николай Григорьевич Научные основы рециклинга в техноприродных кластерах обращения с отходами Специальность: 03.02.08 – "Экология" Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Иваново 2013 г. Работа выполнена на кафедре хи...»

«Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции "Физическая активность подрастающего поколения и взрослого населения России: вовлечение в физкультурно-спортивную деятельность". – СанктПетербург: ФГУ СПбНИИФК, 2010. 130 с. В сборнике предста...»

«Багамаев Багама Манапович КОМПЛЕКСНЫЕ МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ, ПРОФИЛАКТИКИ И ЛЕЧЕНИЯ ПАРАЗИТАРНЫХ ДЕРМАТИТОВ ОВЕЦ 03.02.11 – паразитология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора ветеринарных наук Ставрополь – 2013 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО "Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехн...»

«АНАЛИЗ СТЕПЕНИ РАЗВИТИЯ КОМПЬЮТЕРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ И ЕЕ ВЛИЯНИЯ НА ЗРЕНИЕ СТУДЕНТОВ © Махат Н.М., Бактыбаева Л.К. Казахский национальный университет имени аль-Фараби, Республика Казахстан, г. Алматы Целью данной работы было выяснить степень развития компьютерной зависимости у студентов 2...»

«БИО-РИНГ "КРЕПКИЙ ОРЕШЕК" ПОЗНАВАТЕЛЬНАЯ ИГРА по биологии и географии (5 9 класс) подготовила учитель биологии Максакова Нина Васильевна г. Дмитриев 2013г.Образовательные задачи: закрепление в процессе практической деятельности теоретических знаний, полученных на уроках биологии, химии, географии; вовлечение в словарный...»

«УДК: 577.4 Кадырова Г.Б. ЫГУ им. К. Тыныстанова К ПРОБЛЕМЕ СИСТЕМАТИЗАЦИИ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ, КАК СИСТЕМООБРАЗУЮЩЕГО КОМПОНЕНТА ПСИХОЛОГИЧЕСКОЙ ЭКОЛОГИИ Проблема классификации экологических факторов стала объектом серьезных исследований со второй половины ХХ века. Это связано, прежде, всего, с развитием нового направления эк...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НАУЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ Материал ПО ИЗУЧЕНИЮ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ г. МОСКВЫ В СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОМ КЛАССЕ НА БАЗЕ МГСУ для учащихся средних школ г. Москвы по инж...»

«Дополнительная общеразвивающая программа "Экологическое проектирование" Возраст детей: от 10 до 14 лет Срок реализации программы: 2 года Кувыкина Татьяна Михайловна педагог дополнительного образов...»








 
2017 www.lib.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные матриалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.