CC BY
462011
ВЕСТНИК ПЕРМСКОГО УНИВЕРСИТЕТА Химия
Вып. 1(1)
УДК 543.272.8:572.524.22
АНАЛИЗ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ ПЕРМСКОГО КРАЯ
Л.И. Торопов
Пермский государственный университет. 614990, г. Пермь, ул. Букирева, 15 E-mail: toropov@psu.ru
В работе рассмотрены вопросы негативного воздействия предприятий Пермского края на окружающую природную среду. Показано состояние загрязнения граничащих с Пермским краем территорий и позиционирование Пермского края среди субъектов Российской Федерации (регионов-конкурентов) по уровню антропогенного воздействия на окружающую среду. Отмечена возможность трансграничного переноса поллютантов на территорию Пермского края. Охарактеризовано загрязнение природной среды региона тяжелыми металлами.
Ключевые слова: окружающая среда; загрязнение; тяжелые металлы; экология
Введение
Пермский край - субъект Российской Федерации, входящий в состав Приволжского федерального округа. Пермский край относится к промышленно развитым территориям, находится в числе лидеров по антропогенной нагрузке. Территория края граничит с Республикой Коми, Кировской областью, Республикой Башкортостан, Удмуртской республикой, Свердловской областью. Ведущими межотраслевыми комплексами Пермского края являются химический, топливноэнергетический, машиностроительный, лесопромышленный, металлургический [1, 2]. Объединение Пермской области 1 декабря 2005 г. с Коми-Пермяцким автономным округом (Парма), который ранее входил в Уральский экономический район (в составе Пермской области), практически не изменило ситуацию в отношении загрязнения окружающей среды региона тяжелыми металлами [3-7]. Это связано с тем, что основные отрасли промышленности в округе (60-65 %) — лесная, деревообрабатывающая, целлюлозно-бумажная и пищевая, а объемы промышленного производства Пармы незадолго до объединения не превысили 0,4 % от уровня Пермской области. Доля отраслей, влияющих на поступление тяжелых металлов (ТМ) в окружающую среду (электроэнергетика, топливная промышленность, машиностроение и металлообработка), не превышает 25 %. Сектора черной и цветной металлургии, химический и нефтехимический в Коми-Пермяцком АО отсутствуют [8].
Как следует из рис. 1, наибольший удельный вес в промышленности края занимают следующие отрасли: топливная - 22,5 %, машиностроение и металлообработка - 16,6 %, химия и нефтехимия -16 %, электроэнергетика - 13,2 % [2]. Машино-
строение представлено предприятиями приборостроения, станко- и судостроения, авиационной, электротехнической, кабельной промышленности. Предприятия указанных отраслей сосредоточены в основном в городах Пермского края, в состав которого входит 25 городов. Наиболее крупные из них (тыс. чел. - оценка на 01.01. 2008 г.): Пермь -987,2, Березники - 166,0, Соликамск - 97,3, Чайковский - 82,9, Лысьва - 68,6, Кунгур - 68,1, Красно-камск - 52,6, Чусовой — 49,3 [9]. По административно-территориальному делению Пермский край разделен на 48 муниципальных районов и городских округов первого уровня - 42 муниципальных района и 6 городских округов [10].
Общая оценка экологической ситуации в Пермском крае
Картина изменения экологической ситуации в Пермском крае в основном совпадает с динамикой ее развития в целом по России. Снижение негативного воздействия на окружающую среду в 1991-1992 гг. сменилось, начиная с 2000 г., устойчивым ростом, связанным с увеличением промышленного производства. По объему промышленного производства (ВРП) Пермский край в
2007 г. занимал 14-е место в Российской Федерации и 4-е место (с 1998 по 2007 гг.) в Приволжском федеральном округе [9]. В 2008 г. — 12-е место в Российской Федерации [10]. Такая же ситуация, к сожалению, сложилась и по массе выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. В 2008 г. Пермский край занимал по этому показателю 14-е место в Российской Федерации и 3-е место в Приволжском федеральном округе. По объему сброса загрязненных сточных вод в водные объекты
© Торопов Л.И., 2011
Пермский край утвердился на 15-м месте по Российской Федерации, на 5-м месте по Приволжскому федеральному округу и 7-м — среди регионов-конкурентов. По объему ежегодно образующихся отходов — 12-е место в Российской Федерации, 1-е — в Приволжском федеральном округе [1] и 3-е — среди регионов-конкурентов (табл. 1). Ведущие позиции по уровню негативного воздействия отражают основные экологические проблемы края (накопление отходов в солеотвалах Березни-ковско-Соликамского промышленного узла, загрязнение атмосферы выбросами магистральных газопроводов, сброс загрязненных сточных вод без очистки, самоизливы кислых вод из недействующих шахт в районе Кизеловского угольного бассейна).
В то же время необходимо отметить, что с 2004 г. наблюдается некоторое уменьшение выброса вредных веществ в атмосферу: в 2008 г. снижение по сравнению с 2004 г. составило 19,34 % (табл. 2). Однако обусловлено это в основном снижением производственной активности предприятий края. Так, в I полугодии 2009 г. наблюдалось снижение основных экономических показателей Пермского края по сравнению с 1 полугодием предыдущего года на 22,5 % [9]. В 2008 г. водоотведение в поверхностные водоемы загрязненных сточных вод, в том числе без очистки, увеличились по сравнению с 2006-2007 гг., а нор-
мативно очищенных сократилось более чем в 2 раза. Количество накопленных в окружающей среде отходов так же, как и объем выбросов от автотранспорта, неуклонно увеличивается (табл. 2), что весьма отрицательно сказывается и на объектах окружающей среды, и на здоровье населения.
Кроме того, существует возможность трансграничного переноса поллютантов. В табл. 3-5 и рис. 2, 3 приведено состояние загрязнения граничащих с Пермским краем территорий [9]. Как следует из приведенных данных, существенное трансграничное загрязнение атмосферы Пермского края возможно при неблагоприятной розе ветров со стороны Свердловской, Челябинской областей и Республики Коми. Загрязненные воды могут дополнительно поступать по рекам Чусовая, Сылва и Косьва из Свердловской области.
По данным статистической отчетности за 2008 г. Краевым государственным учреждением «Аналитический центр» проведено ранжирование муниципальных образований Пермского края по уровню антропогенной нагрузки [10]. Из рис. 4 следует, что лидерами по уровню антропогенной нагрузки являются гг. Березники и Пермь. Чусовской район и г. Соликамск с 1,5-кратным превышением коэффициента экологической ситуации делят 3-4 места.
Промышленность
Лесная,
деревообрабатыва^штериалов 2,0% юпряи ц/буьежная 6,7%
Мании о строение и
металлообработка 16,6%
Химическая и нефтехимическая 16,0%
строительных Легкая 1,1%
■Пищазая 7,4%
Прочие 3,5%
Электроэнергетика 13,2%
Топливная 22,3%
металлургия:
Черная металлургия 7,1%
Рис. 1. Доля основных отраслей промышленности Пермского края в объеме производства продукции в 2008 г.
Таблица 1
Позиционирование Пермского края среди субъектов Российской Федерации (регионов-конкурентов) по уровню антропогенного воздействия на окружающую среду [10]
Субъект Федерации Масса выбросов от стационарных источников, тыс. т Ранг субъекта Федерации по воздействию на атмосферу Объем загрязненных сточных вод, млн. м3 Ранг субъекта Федерации по воздействию на водные объекты Масса образовавшихся отходов, млн. т Ранг субъекта Федерации по массе образующихся отходов Сумма мест Ранг
Пермский край 412,3 3 278,8 7 44,2 3 13 3
Республика Башкорто- стан 406,6 4 383,3 6 33,8 4 16 6
Республика Татарстан 266,2 6 493,5 3 3,7 6 15 5
Нижегородская область 148,6 7 409,9 5 2,91 7 19 7
Самарская область 324,8 5 454,4 4 4,68 5 14 4
Свердловская область 1220,4 1 868,13 1 185,0 1 3 1
Челябинская область 970,4 2 657,06 2 70,52 2 6 2
Таблица 2
Динамика загрязнения Пермского края [10]
Показатель Ед.измер. 2003 2004 2005 2006 2007 2008
Воздействие на атмосферный воздух
Выброшено вредных веществ от стационарных источников, всего тыс. т 462,9 476,1 431,9 437,4 412,3 384,02
в том числе: твердых веществ тыс. т 33,5 35,6 34,8 34,1 27,0 20,88
жидких и газообразных веществ тыс. т 429,4 440,5 397,1 403,3 385,2 363,14
от автотранспорта тыс. т 164,8 159,3 286,4 267,4 274,3 279,02
Воздействие на водные объекты
Использовано воды, всего млн. м3 2627 2671,4, 2738,7 2699,1 2895,2 2834,5
Объем оборотной воды млн. м3 1952 1941 2012 1934 — 2178,5
Водоотведение в поверхностные водоемы, всего млн. м3 2506 2567,6 2625,6 2584,9 2773,14 2722,5
в том числе: загрязненных сточных вод млн. м3 381,9 341,6 318,2 302,03 278,81 367,4
из них: а) без очистки млн. м3 83 77,4 64 49,1 47,2 49,2
б) нормативно очищенных млн. м3 133 160,5 166,1 171,2 177,06 68,2
в) нормативно чистых млн. м5 1991 2066 2141 2111,0 2317,27 2286,9
Обращение с отходами
Количество накопленных в окружающей среде отходов млн. т 604,4 618 643,6 ¡671,40 699,88 716,2
Количество использованных и обезвреженных отходов млн. т 12,94 13,44 13,98113,08 12,11 12,8
Таблица 3
Объем сброшенных загрязненных сточных вод по Пермскому краю и граничным
территориям, млн. м3 (9)
Субъект РФ 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
Свердловская область 816,4 869,24 828,3 813,91 821,44 868,25 872,89
Республика Башкортостан 426,09 408,15 392,46 387,77 383,03 383,31 380,85
Пермский край 378,15 379,86 339,69 316,68 302,03 278,81 367,44
Кировская область 171,24 170,94 167,33 132,12 158,81 147,27 147,31
Республика Коми 144,66 140,51 136,45 133,29 125,92 121,3 116,47
Удмуртская Республика 25,23 25,95 27,63 27,95 30,09 27,12 24,57
Таблица 4
Выбросы в атмосферу* загрязняющих веществ по Пермскому краю и граничным
территориям, тыс. т [9]
Субъект РФ 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
Свердловская область 1221,1 1265 1240 1176,9 1249,62 1220,41 1288,91
Республика Коми 663,8 630,6 659.85 670,54 670,11 654,76 618,23
Республика Башкортостан 435,4 461,7 409,61 410,67 395,02 406,61 417,44
Пермский край 621,2 722,6 434,77 448,15 431,13 395,28 375,27
Удмуртская Республика 189,5 192,7 130,2 142,93 119,58 119,92 118,75
Кировская область 81,2 74,1 96,75 90,9 94,99 93,29 84,17
Группировки субъектов РФ по оЛ*м«м выбросов мгряанящих ВІЩКТ отходящих от стационарных источников ;агря:н«ния атмосферного возд>
2008 год
¡»»пинав*, і </
г®**.,. 'V.
\Л"ГГ-
ов*.\ . „ч " и*Ґ#ї*'Л ■ '.'•А Я ^ •
8 , \ о«**«.
й>.
РКЯ$Я1 ¡*<*й \ л. 4
1 Лярмон‘| ' . <•
выброс >*ря<тщт и*?«».
ЛК.
»к
«до
рЦ: 91*900
*»»
вві
Смоленская Брянская обл о
1СІІ *
~Ч »
• * ''
Ростовская об*
РмщФчю« яп
а 12 '*2' V" з*
Д ■'»■'V- 33 зЛ. л 31 41'^ . :а , , .
2С 14 ' \ ,ЧЛ- .-вЄК' ,
^ I \ Оре-б^гвл* ‘ , ЙонеиоЕ^
21-т>, \ \ . ^ '}* , *5*\г:
13 \ Волгограяокзя '¿Р • і
Республика \ . / Курганская Л
Дагестан ] Астраханская о5л. / обл. .
Республика Калмыкия Челябинская
обл.
Объем сброса ¡отряженных сточных вод, млн. іуб. 1.1
во бо а
.. 60,01 - 100 с
100,1 - 200 0 ” 200,1 - 500 в более 500,1
Рис. 2. Группировки субъектов РФ по объемам выбросов загрязняющих веществ, отходящих от стационарных источников загрязнения атмосферного воздуха за
2008 г.
Граничащие с Пермским краем (34) территории, обозначенные цифрами: 25 - Республика Башкортостан;
Рис. 3. Группировки субъектов РФ по объему сброса загрязненных сточных вод в поверхностные водные объекты за 2008 г.
Таблица 5
Выбросы в атмосферу* наиболее распространенных поллютантов по Пермскому краю и граничным территориям, тыс. т [9]
Загрязняющие вещества 2004 2005 2006 2007 2008
Свердловская область
Твердые вещества 305,03 299,83 339,6 324,1 335,97
Г азообразные и жидкие вещества 934,97 877,07 910 896,4 952,95
Оксиды азота 131,99 ' 124,27 130,6 128,3 146,35
Республика Коми
Твердые вещества 65,83 55,76 59,2 65 65,48
Г азообразные и жидкие вещества 594,02 614,78 611 589,7 552,75
Оксиды азота 29,15 29,07 29,2 28,6 30,5
Республика Башкортостан
Твердые вещества 23,94 26,04 27,2 26,8 24,48
Г азообразные и жидкие вещества 385,67 384,63 367,8 379,8 392,97
Оксиды азота 45.23 45 46 45,2 44,76
Пермский край
Твердые вещества 28,23 27,79 27,4 22,3 18,6
Г азообразные и жидкие вещества 406,54 420,35 403,8 373 356,67
Оксиды азота 48,68 52,71 52 51,7 49,79
Удмуртская Республика
Твердые вещества 8,67 9,7 8,7 9,8 9,88
Г азообразные и жидкие вещества 121,53 133,23 110,8 110,2 108,87
Оксиды азота 12,82 13,06 11,9 15,7 14,9
Кировская область
Твердые вещества 21,33 18,6 20,1 19,5 17,27
Г азообразные и жидкие вещества 75,42 72,29 74,9 73,8 66,9
Оксиды азота 14,15 14,53 15 14,8 14,32
* стационарные источники
Характеристика загрязнения природной среды региона тяжелыми металлами
Поступление поллютантов в природную среду имеет как естественное, так и техногенное происхождение. Главным природным источником тяжелых металлов являются породы (магматические и осадочные) и породообразующие минералы. Основными антропогенными источниками поступления ТМ в биосферу являются предприятия по производству цветных металлов и сплавов, нефтепереработки, автомобильный транспорт, химическая промышленность, сельскохозяйственное производство.
На территории края организовано более 55000 предприятий различного предназначения и значимости, из них число крупных и средних составляет более 2000 [И]. Вся совокупность предприятий края образует территориально-производственный комплекс (ТПК). Особенностью Пермского края является неравномерное распределение промыш-
ленных предприятий по его территории. Их максимальная концентрация и, как следствие, высокая антропогенная нагрузка на все природные среды приходятся на отдельные районы, называемые промышленными узлами. На территории края вместе с единой системой расселения населения, транспортной инфраструктурой и промышленными предприятиями выделяют следующие промышленные узлы: Пермско-Краснокамский, Бе-резниковско-Соликамский, Кизеловско-
Губахинский, Лысьвенско-Чусовской, Кунгурский и Чайковский. Помимо вышеназванных существуют промышленные центры и промышленные пункты.
Трансформация ландшафтов в промышленной и селитебной зонах Прикамья изучается многими учеными, при этом за фоновые принимаются заповедные территории. В работах [12, 13] проведена сравнительная оценка загрязненности тяжелыми металлами территорий двух заповедников Пермского края «Басеги» и «Вишерский», расположенных в сходных
Ранги территории Пермского края по уровням антропогенной
нагрузки
Юрлинский район Гаинский район Косинский район Юсьв инский район Кочевский район г.Кудымкзр ЗАТО Зв ездный Уинский район Ординский район Чевдынский район Кишертский район . Частинский район Кудымкарскм район _ Ск анский район " Сив инский район Ильинский район Віовский район Усольский район Карагайский район _ Кунгурский район ’ Суксунский район " Верещагинский район ' Гремяченский район Большее основ с кий район Осинский район Березовский район Соликамский район Куединский район Октябрьский район г.Кунгур Кизеловский район Чернушинский район Нытв енский район Очерский район Бардымский район Краснов ишерский район Александровский район Крзснокамский район Гу бах инский район Лысьв енский район Горноззв адский район Добр янский район Пермский район Майковой« район г. Соликамск Чусовской район г.Пермь г. Березники
=Р
0,00 0,50 1,00 1,5 0 2,00 2 5 0 3,00 3.5 0 4,00
о Значение коэффициента экологической ситу ациии
Рис. 4. Ранги территории Пермского края по уровням антропогенной нагрузки в 2008 г.
Коэффициенты антропогенной нагрузки на атмосферный воздух
Рис. 5. Антропогенная нагрузка в Пермской области в 2004 г.
геохимических условиях западного макросклона Уральских гор, но с различной интенсивностью техногенного воздействия (рис. 5). Анализ выбросов промышленных предприятий показал, что для территории, в которой расположен заповедник «Басеги», проблема загрязнения ТМ окружающей среды актуальна на протяжении последних десятилетий. Заповедник «Вишерский», напротив, расположен в наименее освоенной части Урала, ландшафты которого в наименьшей степени подвергаются атмотехногенному воздействию. В почвах заповедника «Басеги» выявлена более активная аккумуляция тяжелых металлов в лесной подстилке. Так, концентрация № в почве превышает нормы ПДК в 5 раз, РЬ — в 4 раза, Сг, гпиМп — в 2 раза. Коэффициенты концентрации (Кс - отношение реального содержания элемента к фоновому) кобальта, меди, ванадия изменяются в пределах 1,5-4,6. В заповеднике «Вишерский» превышения ПДК не обнаружены. В результате проведения фитоиндикационных исследований выявлены деструктивные процессы в горно-таежных ландшафтах. Так, в очагах загрязнения отмечены больший процент поврежденности хвои и листвы (более 50 % поврежденности хвои пихты у 1/3 части деревьев, ажурность листвы березы — более 30 %), наличие большего числа заболеваний растительности. На юге заповедника «Басеги» выявлена трансформация естественных биогеохимических параметров за счет увеличения биологической активности технофильных элементов (свинец, кадмий, хром, ванадий) и снижение поглощения биогенных элементов (марганца, цинка) у хвойных деревьев. При этом удаленность от техногенных зон влияния составляет от 38-50 км (Гремячинск, Горнозаводск, Губаха, Кизел) до 54-105 км (Александров«, Качканар, Чусовой, Березники). Основными поставщиками ТМ в окружающую среду заповедника являются гг. Чусовой, Березники, Горнозаводск и Качканар. Из веществ, содержащих ТМ, в атмосферу поступают: неорганическая пыль, взвешенные вещества, зола углей, пыль цементного производства. При учете розы ветров (рис. 5) промышленные предприятия г. Качканара (Свердловская обл.), расположенного в 60 км юго-восточнее заповедника «Басеги», являются мощным источником трансграничного загрязнения его территории хромом, никелем, ванадием, марганцем [13].
Исходя из приведенных фактов следует, что в районах сосредоточения промышленных узлов Прикамья и граничащих областей происходит существенное загрязнение природы Пермского края различными поллютантами, в том числе тяжелыми металлами, не только промышленных и селитебных зон, но и заповедных территорий. Данные указывают на необходимость принятия срочных мер по контролю за содержанием загрязнителей во
всех городах Прикамья независимо от наличия в
них потенциальных источников загрязнения.
Библиографический список
1. Государственный доклад «Состояние и охрана окружающей среды Пермской области в 2004 году». Пермь, ОГУ «Аналитический центр». 2005. URL:
http://www.permecology.ru/report2004.php.
2. Пермская торгово-промышленная палата. Деловая информация / Пермский край. URL: http://permtpp.ru/ru/businessinfo/perm_reg/.
Ъ.Торопов Л.И. Загрязнение окружающей среды Пермской области тяжелыми металлами // Методы аналитического контроля материалов и объектов окружающей среды: материалы регион. науч. конф. Пермь, 2001. С. 107-117.
4.Торопов Л.И., Дегтев М.И. Новый способ определения ртути в природной воде // Проблемы химии и экологии: материалы обл. конф Пермь, 2003. С. 13-17.
5. Торопов Л.И, Тяжелые металлы как объект ана-
литического контроля // Проблемы теоретической и экспериментальной аналитической химии: материалы III регион, науч. конф. Пермь 2004. С. 86-94.
6.Торопов Л.И., Дегтев М.И. Экологическое состояние водных ресурсов Пермской области // Уралэкология. Природные ресурсы - 2005: Всерос. науч.-практ. конф. Уфа - Москва, 2005. С. 33-34.
7.ТороповЛ.И. Загрязнение атмосферы Пермского края тяжелыми металлами // Экологические и гидрометеорологические проблемы больших городов и промышленных зон: материалы Ме-ждунар. науч. конф. СПб., 2006. С. 128-130,
8 .Сайт администрации г. Кудымкара. URL: http://kudymkar.permonline.ru/.
9. Федеральная служба государственной статисти-
ки. URL: http://www.gks.ru/.
10. Материалы сборника «Состояние и охрана окружающей среды Пермского края в 2008 году». URL: www.permecology.ru/reports2008.php.
11. URL:
http://www.perm.ru/enterprise/promishlennost/.
12. Ларионова Е.А., Ворончихта Е.А. Влияние техногенного загрязнения на заповедные территории Пермской области // Геохимическая экология и биогеохимическое изучение таксонов биосферы: материалы четвертой Российской биогеохимической школы. М.: Наука. 2003. С. 149-151.
13.Ларионова Е.А. Тяжелые металлы в горнотаежных ландшафтах: На примере заповедников «Басеги» и «Вишерский» : дис. ... канд. географ. наук. Пермь, 2004. 158 с.
JIM. Toponoe
THE ANALYSIS OF POLLUTION OF THE ENVIRONING NATURAL HABITAT THE PERM EDGE
L.I. Toropov
Perm State University. 15, Bukirev St., Perm, 614990 E-mail: toropov@psu.ru
In work questions of negative influence of the enterprises of the Perm edge on surrounding environment are considered. The condition of pollution of territories adjoining on the Perm edge and positioning of the Perm edge among subjects of the Russian Federation (regions-competitors) on a level of anthropogenous influence on an environment is shown. The opportunity of transboundary carry pollutants on territory of the Perm edge is noted. Pollution of an environment of region by heavy metals is characterized.
Keywords: an environment; pollution; heavy metals; ecology
