Эклогическое состояние поселка

1. Введение (рассказ о поселке)
2. Анализ ситуации
3. Эколого — экономическая характеристика

а) Снеговой покров

б) Состояние водоемов

в) Донные отложения\

г) Почвы

д) Растительность

е) Экологические проблемы

ж) Биоконверсия

4. Проблемы
5. Цели проекта и задачи

6. Биоконверсия
7. План реализации

8. Приложения

Введение

Жизнь на Земле  есть проявление энергии. Четыре основные природные стихии: огонь, земля, воздух и вода соотносятся с определенными  ее видами. Эти энергии, комбинируясь друг с другом, обеспечивают многообразие мира и вариативность его материальных и духовных форм.

Воздух - это  одна из самых сильных стихий (не зря же она относится к основным). Без огня человек прожить может, особенно в жарких странах. Жили ведь раньше как-то люди, не зная огня? Без  земли люди тоже как-то обходились, возделывать ее научились куда позже, чем узнали огонь. Но вот ее плодами пользовались задолго до этого... Но, в частности, без еды человек может протянуть довольно долго. Без воды также можно прожить несколько дней. Без воздуха же мы не проживем и пяти минут. Ну, самые тренированные, с большим объемом легких, смогут протянуть минут десять. Но потом неизменно наступает кислородное голодание, полностью отказывает мозг, да и вообще весь организм... процесс необратимый и очень быстрый. Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что воздух для человека - самая важная стихия.

Мы ученики 10 класса живем в поселке Светлом. Свой инновационный проект мы решили посвятить воздуху. Население поселка  часто ощущает на себе его загрязнения. Мы надеемся, что когда-нибудь этой проблемы не будет. И наша работа поспособствует этому процессу.

1.Анализ ситуации

Поселок Светлый  расположен   в пригороде города Томска.

Население посёлка  составляет 9841 чел. Из них 18%-пенсионеры, 21%- дети до 18 лет, 61%-граждане трудоспособного возраста, из которых большинство являются рабочими аграрных предприятий. Однако, пятая часть трудоспособного населения - безработные. 15% вынуждены ездить на работу в г. Томск.

Посёлок Светлый  расположен в 30-ти километровой зоне СХК, недалеко находится Томский нефтехимический комбинат, ООО «Межениновская птицефабрика». Свиноводческий комплекс ЗАО «Аграрная группа», Силикатный и Копыловский кирпичные заводы.

Экологическая обстановка неблагоприятная, сказываются  последствия взрыва на СХК в 1993 году, постоянное загрязнение воздуха выбросами Томского Нефтехима и сельскохозяйственными предприятиями: Свиноводческий комплекс «Сибирская аграрная группа», 000 «Межениновская птицефабрика», Копыловские кирпичные заводы. Особенно нас интересовали сельскохозяйственные предприятия.

На этих предприятиях трудятся многие жители поселка. Однозначно, что продукция производимая на сельскохозяйственных предприятиях востребована населением поселка и города. Мы решили провести соцопрос и выяснить, сколько родителей трудятся на этих предприятиях.

Опрос проводился 10-12 декабря 2010 среди обучающихся  школы и лицея.

В результате опроса мы выяснили что:

1 .На этих  предприятиях работают 85% родителей,  от 780 опрошенных обучающихся. 2.Данные  предприятия являются социальными партнерами администрации п. Светлого и его жителей.

Мы выяснили, что ООО « Межениновская птицефабрика»  и Свиноводческий комплекс «Сибирская аграрная группа» организовывают совместные проекты с администрацией: благоустройство  поселка, озеленение, проведение праздников для населения поселка. Оказывают спонсорскую поддержку в проведении различных мероприятий: открытие снежного городка, Масленица, День защиты детей, День города, День молодежи.

Таким образом, администрация, население и дети п.Светлого заинтересованы в полноценной работе ООО «Межениновской птицефабрики» и Свиноводческого комплекса «Сибирская аграрная группа».

ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ПРИЧИНЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ.

Снеговой покров

Снеговой покров представляет собой одну из самых идеальных сред эколого-геохимического изучения с целью контроля загрязнения, поступавших на территорию через атмосферу. В составе снега отражаются не только пылевые загрязнения, но и испарения от различного рода объектов: свалок, накопителей, отстойников, хранилищ. Большое преимущество снегового опробования заключается в том, что его результаты позволяют проводить надёжную количественную оценку аэрозольных загрязнений, выпадающих на единицу площади - единицу времени.

Анализ карты  глубины снега, построенный для района СПУ, позволяет сделать следующие выводы. По мере удаления от города глубина снега увеличивается с 50-60 до 70-80 см и зависит главным образом от степени заселённости территории. Измеренная плотность снега варьирует по площади от 0,20 до 0,35, составляя в среднем 0,25 г/см³. На открытых местах ( в поле) плотность выше, чем в защищенных (в лесу), что обусловлено уплотняющим воздействием ветра и Солнца.

Снеготалые  воды содержат то или иное количество пылевой фракции и водо- 
растворенных     веществ.     По     общему     химическому составу     они     обычно

гидрокарбонатные  кальциевые с суммой водо-растворенных компонентов до 30 мг/л. Более высокая  минерализация снеготалых вод (25-30 мг/л  и выше) отвечает повышенной запылённости.

Для многих, особенно центральных точек района СПУ, характерно весьма значительное содержание ионов аммония, что меняет ионно-солевой состав воды ( в катионной части) на кальцциево-аммиачный и даже чисто аммиачный ( район зимнего намораживания отходов свинокомплекса). «Щелочной» характер атмосферных осадков СПУ подтверждается содержанием рН в снеге , который аномально высок (до 7,0-7,5). Повышенное значение водо-растворенной органики соответствует участкам сельскохозяйственных объектов, при этом в отдельных точках окисляемость снега достигает 3-4 мг/л и более.

Общая газонасыщенность (18-20 л/см при t= 18 С) и состав водо-растворенных газов в целом соответствует растворимости атмосферного воздуха в пресной воде в условиях дневной поверхности. В пробах контрольного участка содержание кислорода составило 27,5-37,9% , а азота 61,9-72,3%, что оказалось выше нормы, и это является следствием окислительных биохимических процессов при повышенной загрязнённости СПУ азотно-органическими соединениями. Водород уверенно зафиксирован только в пробах контрольного участка (0,02-0,03 %). Его следовые концентрации в пробах СПУ можно объяснить активной биохимической ассимиляцией. Общая статистическая характеристика некоторых гидрогеохимических показателей приведено в таблице 1.

Большинство водо-растворенных ионно-солевых компонентов (аммоний, нитраты, сульфаты, гидрокарбонаты), общая  минерализация и окисляемость воды имеют тесные положительные связи между собой и с показателями запылённости воздуха (снега). Многие тяжёлые металлы (бериллий, стронций, цирконий, титан, хром, олово, кадмий, цинк, свинец, медь), и особенно зафиксированные в твёрдой фракции снега, проявляют отрицательную связь с запылённостью. Это, очевидно, связано с тем, что тяжёлые металлы привносятся удалёнными на некоторые расстояния от точек опробования и широко воздействующими объектами (СХК, ТНХК, город), а пыль, поступая из близлежащих источников (автодороги, карьеры, строительные объекты), оказывает «разбавляющее» действие.

Под словом «пыль» понимают аэрозоли с  дисперсной фазой в виде твёрдых  частиц размером преимущественно 0,0001-0,1 мм, это дисперсионная среда , представленная газом (воздухом).

Техногенные пыли являются одним из важнейших агентов загрязнения окружающей среды. Они нарушают и трансформируют естественные биоценозы, вплоть до гибели природных ландшафтов, вызывают различные заболевания человека, выступают причиной обострения болезней органов дыхания, кровообращения.

Вместе с  воздушными потоками пыли переносится  на весьма значительные расстояния и  образуют ореолы загрязнения. Гравитационное оседание твёрдых частиц, выпадение  атмосферными осадками, растворяясь  в атмосферных осадках и поверхностных водах, часть токсичных элементов и соединений участвуют в дальнейшей миграции, проникая в подземные горизонты, включаясь в различные биологические циклы.

Исходя из сезонности ветров и взаимного  пространственного расположения большинства населённых пунктов и индустриальных гигантов с особо токсичными выбросами (СХК, ТНХК), наиболее неблагоприятным временем для жителей является тёплая половина года. Экологическая обстановка в это время года усугубляется не только многократным ростом повторяемости северных, северо-западных и западных ветров, но также увеличением штилей и уменьшением скорости ветра. «Южное» расположение сельскохозяйственных комплексов несколько снижает их ветровое воздействие на посёлок. Но при штилях происходит застой атмосферы, и жители посёлка хорошо чувствуют аммиачно-органические выбросы сельскохозяйственного комплекса.

Участки  повышенной  запылённости  отражаются  многими  гидрогеологическими параметрами  снеготалой воды. И, в первую очередь, ионно-солевыми. Максимальные значения    всех    ионно-солевых    параметров    при    умеренной    общей    запылённости зафиксированы в районе участка зимнего намораживания отходов свинокомплекса. При этом наиболее высокая запылённость в районе п. Светлый.

Воздействие на окружающую среду предприятий сельскохозяйственного комплекса сказывается, главным образом, различными органическими соединениями, и в первую очередь, азотсодержащими (аммиак и др.). Наиболее масштабно аэрозольное загрязнение, обусловлено выбросами птицефабрик и свинокомплекса, что приводит в отличие от других районов к «щелочным» дождям. В результате взаимодействия атмосферной влаги с аммиаком уже в воздухе происходит образование гидроокиси аммония и, как следствие, рост щелочности атмосферных осадков. Сами предприятия, по вине которых растёт щелочность атмосферных осадков, находятся в поясе умеренного загрязнения: их выбросы и испарения относятся ветром в северо-восточном направлении, смещая эпицентры щелочности от источника на 1,5 -3 км.

Таблица 4. Характеристика золы наземной части травянистой растительности СПУ

Оценка и прогнозирование экологической  ситуации СПУ.

Территория  СПУ была разбита на зоны, ранжированные  по степени загрязнённости. Разработан комплекс мероприятий по устранению загрязнений.

1. Принятие мер по устранению источников загрязнения.
2. Приведение почв к уровню стандарта.
3. Регулярный контроль за состоянием природной среды.
4. Регулярный санитарно-гигиенический контроль за качеством лесов зелёной зоны.
5. Определение и закрепление статуса лесных массивов.
6. Оптимизация природопользования.
7. Установление охранных зон и производственных объектов.
8. Ежегодное обследование населения врачами-специалистами.
9. Регулярные оздоровительные мероприятия в детских коллективах.
10. Обеспечение медицинских учреждений лабораторной службой.

Экологические проблемы СПУ и пути их решения

Комплексное исследование природной среды и  анализ состояния здоровья населения на территории СПУ г. Томска, показало во всём объёме, что происходит в результате неразумного, нерационального использования человеком природных ресурсов. Отчётливо видны все проблемы, возникающие в регионах с развитой инфраструктурой. Загрязнение территории СПУ имеет многофакторный характер и проявляется в очень широком спектре химических элементов и соединений, различных по происхождению и степени токсичности. Перенос загрязняющих веществ от предприятий в окружающую среду осуществляется главным образом аэрозольным путём. Большое воздействие на окружающую среду оказывают прямые сбросы жидких производственных отходов, а также утечки из различного рода отстойников, накопителей, хранилищ и свалок.

Определяющим  фактором границ зоны загрязнения является преобладающее направление воздушных потоков (север северо-восток). Площади зон загрязнения, в пределах которых фиксируется воздействие предприятий на окружающую среду, варьирует в зависимости от характера объектов и ингредиентов от 10-30 до 100-300 км.

ТНХК с их сбросами в р. Падун - р. Чёрная, городские  стоки в Малую Киргизку, городская  свалка, неизвестные объекты в районе юго-восточной окраины СХК.

Подземные воды района также подвержены значительному  загрязнению. Наибольший вклад в  загрязнение подземных, в первую очередь, грунтовых вод СПУ, вносит сельскохозяйственная деятельность (аммиак, нитраты, сульфаты, фосфаты, другие хорошо растворимые органические продукты, минеральные удобрения и различные отходы).

Решающую роль в глубоком проникновении вредных  веществ в подземные горизонты  играет то, что практически все  сельскохозобъекты расположены  на возвышенных участках междуречий, специфика геогидродинамических условий которых заключается в преобладании нисходящего режима фильтрации подземных вод. Грунтовые воды этого района, особенно в колодцах и мелких скважинах, нельзя использовать для питьевого водоснабжения. Наибольшее загрязнение грунтовых вод испытывают Кузовлево, Светлый, Копылово, Рассвет.

Донные отложения

Донные отложения  водотоков как конечные звенья ландшафтно-геохимического сопряжения отражают геохимические  особенности водосборных площадей, являясь чутким индикатором их техногенной нагрузки. Наиболее активно в техногенных илах концентрируется халькофильные металлы - ртуть, серебро, кадмий, свинец и др.

На  основе атмосферных коэффициентов  концентрации были рассчитаны суммарные показатели загрязнения донных отложений.

По уровню накопления радионуклидов выделяются два района. Во-первых, это северо-западная часть промузла, прилегающая к территории СХК, где совершенно отчётливо в донных отложениях всех обследованных водотоков отмечается повышенная активность Cs (137), достигающая 638,4 Бк/кг при фоновой для СПУ (3,2 Бк/кг). Таким образом, средняя активность Cs (137) превышает почти в 54 раза фоновую активность. Второй район повышенного накопления радионуклеидов - верховья р. М. Киргизки. Активность радионуклетдов на площадке опробования превышает фоновую для донных отложений водотоков СПУ по Ra 226 в 2,3 раза, As 228 - в 2,1 раза, Рb 214 - в 2,2 раза, Th 208 - 1,7 раза, Bi - 2,3 раза, К - 2,5 раза. Источником аномалии является свалка бытовых и промышленных отходов в вершине р. М. Киргизки.

Почвы

Почвы являются сложными многокомпонентными системами, в формировании которых принимают и живые организмы, и человеческая деятельность Почвы занимают определённую нишу в кругообороте химических элементов в природе. Почвы являются

длительными накопителями микроэлементов, атмосферных  осадков в виде дождя и снега, содержащие аэрозольные частицы поливных вод, минеральных и органических

удобрений.

В почвах СПУ изучено 48 показателей химических компонентов, а также оценена мощность экспозиционной дозы гамма-излучения на поверхности почвы.

Почвы СПУ обогащены  хромом, ураном, рубидием, медью, свинцом, цинком, ртутью, титаном, марганцем, барием, стронцием, ванадием, торием, серебром. Наблюдается превышение стронция, среднее содержание которого оценивается в 340 мг/кг при ПДК 10, и хрома, соответственно 298 и 100 мг/кг. Цирконий в ряде участков СПУ превышает ПДК (300 мг/кг) в 1,5 - 2 раза. В некоторых случаях отмечается превышение ПДК по титану, никелю, ванадию.

Агропромышленные  комплексы (птице - свинокомплекс) выявляются повышенными концентрациями фосфора, свинца, золота, калия.

Район городской свалки фиксируется повышенными значениями никеля, серебра, олова, ртути, железа, марганца, бария, меди, свинца, цинка, галлия, мышьяка.

Растительность

Изучалась также  наземная часть травянистой растительности и коры осины. Отбор наземной части травянистой растительности производился сотрудниками Томской областной станции химизации сельского хозяйства на тех же почвах, на которых производился отбор проб почв.

Анализ фактического материала по содержанию нитратов в  травянистой растительности показывает, что в большинстве изученных проб концентрация данного вещества превышает ПДК для травяной муки (2000 мг/кг). Максимальные концентрации нитратов фиксируются вблизи г.Томска и на полях орошения. Содержание изученных 45 тяжёлых металлов в золе наземной части травянистой растительности СПУ и контрольной площадки приведено в таблице.

Таблица 3. Суммарный показатель загрязнения  снега в населённых пунктах СПУ

При гидрохимическом изучении природных  вод основное внимание было сосредоточено на поверхностных водотоках, принимающих на себя все виды загрязнения. По результатам визуального обследования водопунктов было установлено, что поверхностная гидросеть района находится в крайне неблагополучном состоянии. Практически повсеместно отмечаются повышенная цветность, мутность и запах (гнилостный, сероводородный, канализационный).

Сплошную сточную канаву представляет собой второй по значимости водоток района - р. Малая Киргизка. Водная поверхность, донные отложения и прибрежная часть поймы покрыты здесь сплошным толстым слоем окисленных нефтепродуктов.

К числу  основных источников азотно-органического загрязнения, кроме собственных сельскохозяйственных предприятий, относятся участок зимнего намораживания отходов свинокомплекса, поля «орошения», пруды-накопители, станция перекачки отходов Межениновской птицефабрики в долине реки Большая Киргизка, очистные сооружения

Распределение меди, ванадия и марганца в твердой  фазе талого снега.

В результате комплексных  гидрогеохимических исследований снегового  покрова установлено, что воздействие  г.Томска на экологическую ситуацию СПУ, без сомнения, существует и весьма разнообразно. Проявляется оно по очень широкому кругу компонентов, входящих в состав как растворённой, так и твёрдой (пылевой) фракции талого снега.

Состояние водоёмов

Можно предполагать, что наблюдаемая картина обусловлена  многими 
разнонаправленными факторами при доминанте органических загрязнителей, а в числе 
главных - сельскохозяйственные производства и ТНХК. Намечается стимулирующее 
влияние ТНХК на рост бактерий, окисляющих пропан-бутан, пентан, гептан. В части 
других      микроорганизмов предполагается его      угнетающее      действие.

Фенолдеканокисляющие  бактерии наиболее распространены вдоль  северной окраины г. Томска.

Характеристика  твёрдого  остатка  снеговых  проб  Северного  промышленного  узла  и контрольной   площадки   «Калтай»   по   уровню   накопления   некоторых   химических 
компонентов: 
 

Таблица 2. Характеристика твёрдого остатка  снеговых проб СПУ 

Несмотря на это нельзя не заметить и другого  фактора: загрязнение окружающей среды  этими предприятиями.

В конституции  РФ ст. 42 сказано, что «каждый имеет  право на благоприятную окружающую среду, достоверную информацию о ее состоянии и на возмещение ущерба, причиненного его здоровью или имуществу экологическим правонарушением. Все жители поселка и окраины города (Жилмассив) на себе ощущают загрязнение воздуха.

Эта проблема существует достаточно долго: в 2005 году по требованию инициативной группы жителей п.Светлый экспертами из санэпидемстанции г. Томска проводились измерения воздуха на содержание вредных примесей.

Лабораторные  исследования показали, что содержание аммиака и сероводорода превышают  нормы в 10-12 раз (приложение «Акт исследования воздуха в п.Светлый»). Жителями поселка было отправлено письмо в администрацию предприятий с требованием принять необходимые меры для изменения ситуации. Реальных мер принято не было и ситуация продолжает существовать

6. Проведённые исследования показали, что территория СПУ представляет 
собой сильно изменённый аграрно-индустриальный ландшафт и необходимо 
дальнейшее регулирование хозяйственной нагрузки. Нужно максимально 
адаптировать к местным ландшафтным условиям разные виды хозяйственной 
деятельности и снизить их негативное влияние на окружающую среду.

Мы разработали ряд предложений, которые изменят ситуацию с загрязнением воздуха

• Вокруг ТНХК, свинокомплекса, птицефабрик выделить защитные зоны, границы которых определены строением вмещающего ландшата. В пределах растительных зон полностью сохранился.естественный растительный покров, провести лесокультурные работы и ограничить их использование для производства продукции потребительского значения.
• На землях исключительно земледельческого использования, где активно проявляется ветровая и водная эрозия, необходимо конструирование полепочвозащитных полос, залужение и облесение бровок склонов и прибровочных участков, ширина защитных полос должна устанавливаться в зависимости от степени выраженности склонов и может достигать 50 и более метров.
• На землях, использующихся в сельскохозяйственных целях и включающих небольшие по площади лесные угодья, нельзя допускать их вырубку. При вспашке земель необходимо выдерживать вокруг них защитные полосы шириной не менее 20 метров.
• Расширить сеть особо охраняемых территорий.
• Сохранить сосновый лес в долине р.Киргизка, отдельные фрагменты хвойных лесов в районе ТНХК.
• Выделить водоохранную зону р.Киргизка.
• Сделать лесопосадки в районе п.Светлый.
• Провести озеленение п.Светлый.
• Создать защитную лесополосу вдоль автодорог.
• Строго регулировать основные виды хозяйственной деятельности.
• Перевести технологию переработки отходов из открытого типа в закрытый с использованием метатенков, получаемый при этом метан использовать как топливо.

• Необходим строгий контроль за качеством очистки и утилизации технологических отходов.

• Биоконверсия

7. Биоконверсия.

Есть  несколько вариантов решения  проблемы чистого воздуха для  населения.

Анализ хозяйственно-экономических  прогрессов показывает, что производство энергии являлось необходимым технологическим компонентом прогресса экономики. С развитием производительных сил потребление

энергетических  ресурсов, а также совокупное и  удельное производство энергии в мире непрерывно увеличивалось. Биоконверсия -это возможность получать энергию и сохранять в чистоте окружающую среду

Биоконверсия  органических отходов.

Весьма перспективным  путем снижения антропогенного давления на природную среду в районах расположения животноводческих ферм и птицефабрик, крупных пищевых комбинатов, городских свалок, целлюлозно-бумажных предприятий является биологическая переработка 9конверсия) органических отходов. Общее количество таких отходов в мире превышает суммарную мировую добычу угля и нефти. В большинстве случаев эта органика является трудно улавливаемым видом отходов. Неприятные запахи животноводческих ферм стали их неотъемлемым спутником. А если иметь в виду, что в процессе откорма одна свинья, прибывая в сутки в весе на сотни грамм, производит при этом 5-8 кг навоза, а на современных свинокомплексах их поголовье составляет десятки тысяч, то можно представить масштабы отходов таких сельскохозяйственных предприятий. Известно, что одна крупная животноводческая ферма загрязняет природную среду как город со 100 тыс. жителей.