CC BY
162
ISSN 0321-3005 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKII REGION.
УДК 504.064.2
NATURAL SCIENCE. 2016. No. 4
DOI 10.18522/0321-3005-2016-4-92-97
КОМПЛЕКСНАЯ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ГОРОДСКИХ ОКРУГОВ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ
© 2016 г. Ю.Ю. Меринова, А.Д. Хованский
THE COMPLEX ECOLOGICAL ASSESSMENT OF THE ROSTOV REGION'S URBAN DISTRICTS
Yu. Yu. Merinova, A.D. Khovanskiy
Меринова Юлия Юрьевна - кандидат географических наук, старший преподаватель, кафедра социально-экономической географии и природопользования, Институт наук о Земле Южного федерального университета, ул. Зорге, 40, г. Ростов н/Д, 344090, e-mail: [email protected]
Хованский Александр Дмитриевич - доктор географических наук, профессор, заведующий кафедрой социально-экономической географии и природопользования, Институт наук о Земле Южного федерального университета, ул. Зорге, 40, г. Ростов н/Д, 344090, e-mail: [email protected]
Yuliya Yu. Merinova - Candidate of Geography, Senior Lecturer, Department of Socio-Economic Geography and Nature Management, Institute of Earth Sciences, Southern Federal University, Zorge St., 40, Rostov-on-Don, 344090, Russia, email: [email protected]
Alexandr D. Khovanskiy - Doctor of Geography, Professor, Head of the Department of Socio-Economic Geography and Nature Management, Institute of Earth Sciences, Southern Federal University, Zorge St., 40, Rostov-on-Don, 344090, Russia, e-mail: [email protected]
Проблема комплексной экологической оценки высокоурбанизированных территорий заключается в многообразии исходных данных, которые необходимо структурировать, сформировать интегральные показатели и оценить степень напряженности экологической ситуации. Предложен метод комплексной оценки экологического состояния городов. Проведён анализ пространственной дифференциации антропогенной нагрузки и уровня загрязнения окружающей среды городских округов Ростовской области. Представлено их распределение по уровню экологического загрязнения. Согласно предложенному методу, выполнена комплексная оценка современной экологической ситуации исследуемых городов.
Ключевые слова: комплексная экологическая оценка, антропогенная нагрузка, загрязнение окружающей среды, городские округа, экология урбанизированных территорий, Ростовская область.
The problem of complex ecological assessment of highly urbanized areas lies in the variety of original data which do not have a common ground and clear points of contact. The paper proposes a method for complex assessment of the ecological situation in the cities. The analysis of spatial differentiation of level of anthropogenic load in urban districts of the Rostov Region is given. It is reported the distribution level of environmental pollution. According to the proposed method, authors perform a complex assessment of the current environmental situation of cities.
Keywords: complex ecological assessment, anthropogenic load, environmental pollution, urban districts, ecology of the urbanized areas, Rostov Region.
В настоящее время доля городского населения России составляет 74 %, причём треть населения проживает в крупных городах. Концентрация на ограниченном пространстве индустриального комплекса, транспортных узлов, повышенной плотности населения, широкого спектра загрязняющих веществ определяет города как территории повышенного экологического риска. В этой связи разработка комплексных подходов к оценке их экологического состояния становится более важной.
Экологическая оценка - это определение степени пригодности (благоприятности) природно-ландшафтных условий территории для проживания человека и какого-либо вида хозяйственной деятельности [1]. Комплексная экологическая оценка включает ландшафтную дифференциацию терри-
тории и анализ устойчивости ландшафтов к антропогенному воздействию, определение антропогенной нагрузки, оценку загрязнения окружающей среды, определение степени остроты экологической ситуации.
В настоящее время для экологической оценки территории применяются различные методы, но классификация и систематизация их далеко не завершены. Значительный вклад в развитие теории и методологии оценки состояния окружающей среды внесли работы Ю.Е. Саета и др. [2], А.И. Перельмана, Н.С. Касимова [3], Б.И. Кочурова [1], А.Д. Хованского [4], В.Е. Закруткина и др. [5], И.С. Копылова [6], В.Р. Битюковой [7] и др. Изучению экологии городов посвящены труды многих зарубежных исследователей [8, 9]. Однако данные работы в основном
ISSN 0321-3005 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKII REGION.
NATURAL SCIENCE.
2016. No. 4
опираются на анализ отдельных или сочетания нескольких компонентов природной среды, но не отражают комплексный подход.
При определении методики комплексной экологической оценки городов авторами использовались подходы указанных выше отечественных исследователей с учётом особенностей урбанизированных территорий (табл. 1). Городские поселения отличаются высокой плотностью населения, концентрацией промышленных предприятий и транспорта, интенсивностью воздействия физических и других факторов, оказывающих существенное влияние на окружающую среду.
Усовершенствованная авторами методика комплексной экологической оценки городских округов характеризуется следующими особенностями:
— при проведении этой оценки использовались уже имеющиеся данные, производимые в системах мониторинга окружающей среды и органах государственного статистического учёта;
— предлагаемые параметры комплексной экологической оценки городских округов соответствуют среднему масштабу, когда городские округа рассматривались как единая территория без разделения на функциональные зоны;
— для сравнения и использования показателей с разными единицами измерения применялась балльная оценка;
— установление антропогенных воздействий производилось по основным прямым показателям воздействия жизни и деятельности человека на окружающую среду, которые учитывались при определении антропогенной нагрузки (численность и плотность населения, выбросы, сбросы загрязняющих веществ, образование отходов, количество и выбросы транспорта, физические факторы воздействия и др.);
— оценка загрязнения отдельных компонентов окружающей среды производилась по общепринятым интегральным показателям и методикам их определения. Где это было возможно, определялась динамика загрязнения за 5- или 10-летний период;
— основными показателями оценки заболеваемости населения городских округов были выбраны младенческая смертность, острые инфекции верхних дыхательных путей, злокачественные образования, количество и размещение медицинских учреждений, обеспеченность населения врачами.
Таблица 1
Основные параметры комплексной экологической оценки городских округов (составлено авторами) / The main parameters of a complex environmental assessment of urban districts (compiled by the authors)
Разделы оценки Элементы оценки по отдельным разделам Показатели оценки Результаты оценки
Характеристика экологически значимых факторов развития городских округов Демографический, промышленный и транспортный потенциал, социальные аспекты развития городских округов Показатели демографического, промышленного и транспортного потенциала, социальных аспектов развития городских округов Экологически значимые особенности развития городских округов
Установление антропогенных воздействий на окружающую среду и определение антропогенной нагрузки Установление антропогенных воздействий на отдельные компоненты окружающей среды Выбросы в атмосферу, сбросы в водные объекты, образование и размещение отходов и др. Характеристика антропогенных воздействий на отдельные компоненты окружающей среды
Определение суммарной антропогенной нагрузки и её составляющих Показатели демографической, промышленной, транспортной нагрузки, физических факторов воздействия Балльная оценка антропогенной нагрузки
Определение устойчивости городских округов к антропогенному воздействию Потенциальная устойчивость территории к антропогенной нагрузке Индекс устойчивости Балльная оценка устойчивости городских округов к антропогенной нагрузке
Оценка загрязнения компонентов окружающей среды по отдельным и интегральным показателям Оценка степени загрязнения отдельных компонентов окружающей среды Показатели загрязнения отдельных компонентов среды Интегральные показатели загрязнения атмосферы, водных объектов, почв и др.
Оценка степени загрязнения окружающей среды Интегральные показатели загрязнения окружающей среды Балльная оценка степени окружающей среды
Оценка заболеваемости и качества жизни населения Оценка заболеваемости населения. Оценка качества жизни населения Показатели заболеваемости населения. Показатели качества жизни населения Балльная оценка заболеваемости и качества жизни населения
Определение степени напряжённости экологической ситуации Интегральные оценки по отдельным разделам и элементам Интегральные показатели антропогенного воздействия, загрязнения окружающей среды, здоровья населения Балльная оценка степени напряжённости экологической ситуации
ISSN 0321-3005 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKII REGION.
Проведённая комплексная экологическая оценка осуществлена на примере городских округов Ростовской области. В регионе отчётливо прослеживается тенденция роста высокоурбанизированных территорий (Ростовская и формирующаяся Восточно-Донбасская агломерации, а также Волгодонская система расселения), в которых городские округа становятся опорными точками роста. С их развитием связаны проблемы возрастания антропогенного давления на окружающую среду, приводящие к ухудшению экологической ситуации.
Суммарная антропогенная нагрузка в городских округах определяется демографической, промышленной, транспортной нагрузками и физическими факторами воздействия. Демографическая нагрузка определялась как совокупность количественных показателей, отражающих текущую концентрацию населения (численность, плотность) и тенденции её изменения (естественный и механический прирост). В результате анализа фактических показателей, представленных в официальных статистических ведомствах в разрезе отдельных городских округов, высокая демографическая нагрузка и наибольшая концентрация населения отмечены в Ростове-на-Дону, повышенная - в его городе-спутнике Батайске. Среднюю нагрузку испытывали основные индустриальные (Таганрог, Шахты) и энергетические центры (Новочеркасск, Волгодонск) области, пониженную - Азов, Гуково и Новошах-тинск. В остальных округах отмечалась низкая демографическая нагрузка из-за естественной убыли и миграционного оттока.
К основным элементам промышленного воздействия на окружающую среду городов относятся индустриальная специализация производства и исходящий из неё класс вредности предприятия, объёмы валовых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, сбросов загрязнённых сточных вод, а также объём произведённых отходов. Высокая промышленная нагрузка была установлена в Ростове и Новочеркасске. Некоторое отставание Таганрога, Шахт и Волгодонска связано с сокращением в них объёмов производства. Средняя нагрузка в Каменске-Шахтинском обусловлена концентрацией предприятий с устаревшими технологиями, что определяет высокие объёмы выбросов в атмосферу. Остальные городские округа испытывали пониженную и низкую промышленную нагрузку вследствие преобладания в структуре хозяйства отраслей лёгкой промышленности и среднего машиностроения, низкой концентрации и плотности населения [10].
NATURAL SCIENCE. 2016. No. 4
Наибольший вклад в загрязнение окружающей среды городов вносит автомобильный транспорт, другие виды транспорта имеют второстепенное значение. Поэтому при определении транспортной нагрузки основное внимание уделялось показателям воздействия на окружающую среду автотранспорта (% дорог к общей площади городов, концентрация общего количества автотранспорта на 1000 чел., объём выбросов загрязняющих веществ автотранспортом). Воздействие на окружающую среду железнодорожного, водного и авиационного транспорта оценивалось по отдельным показателям и с помощью балльной оценки переводилось в один суммарный параметр, учитываемый в общей транспортной нагрузке.
Высокую транспортную нагрузку испытывали Ростов и Таганрог, имеющие наиболее сложную транспортную инфраструктуру. Средний уровень нагрузки в Азове связан с концентрацией на небольшой территории развитой инфраструктуры автомобильного, железнодорожного и морского транспорта. Батайск является одним из крупнейших железнодорожных узлов страны. Новочеркасск и Шахты отличаются значительным автопарком и близостью к международным транспортным коридорам. Другие городские округа характеризуются пониженной и низкой транспортной нагрузкой [10].
Влияние физических факторов на территории городов проявляется через уровень шумового, вибрационного, электромагнитного и радиационного загрязнения. Однако в связи с недостатком открытых данных оценка физического воздействия на состояние городских округов области проводилась с учётом только радиационного и шумового влияния. Наибольшее воздействие, в первую очередь от шумового загрязнения, испытывали Азов и Волгодонск за счёт концентрации транспортных развязок на небольшой территории и масштабного строительства. Средний уровень сохранялся в крупнейших промышленных центрах - Ростове, Новочеркасске, Таганроге, а также Батайске. В остальных городских округах наблюдалось пониженное воздействие физических факторов.
Суммарная антропогенная нагрузка городских округов определялась сложением баллов по отдельным видам нагрузок (демографической, промышленной, транспортной и физическим факторам воздействия). Согласно расчётам, Ростов лидирует по всем видам нагрузок. Новочеркасск, Таганрог, Шахты и Волгодонск существенно ему уступают, что полностью соотносится с концен-
ISSN 0321-3005 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKII REGION.
трацией в них населения, промышленного производства и транспортных средств.
Оценка загрязнения воздушного бассейна городских округов осуществлялась с использованием комплексного индекса загрязнения атмосферы - ИЗА5, стандартного индекса и наибольшей повторяемости превышения ПДК. Концентрация загрязняющих веществ в атмосфере городских округов на порядок выше, чем на окружающих их территориях.
В итоге высокий уровень загрязнения воздуха характерен для крупнейших промышленных центров области - Новочеркасска и Ростова. Среднее загрязнение присутствует в Азове, Батайске, Волгодонске, Таганроге и Шахтах. Низкое загрязнение отмечается в средних и малых шахтёрских городах, переживающих реструктуризацию хозяйства, - Донецке, Гуково, Зверево, Каменске-Шах-тинском и Новошахтинске.
При оценке степени загрязнения водных объектов в пределах городских округов учитывались класс опасности загрязнения поверхностных водных объектов в местах водозаборов (по УКИЗВ), качество воды в водоёмах I и II категорий, качество питьевой воды в разводящей сети. Высоким уровнем загрязнения водных объектов и питьевой воды выделялись крупные промышленные центры: Ростов, Азов, Новочеркасск, Таганрог, а также Новошахтинск. Средний уровень загрязнения водных объектов и питьевой воды отмечен в шахтёрских городах Зверево, Донецк, Каменск-Шахтинский и Шахты. Слабозагрязнённые водные объекты отмечены в Волгодонске и Батайске [11].
При оценке загрязнения почвенного покрова учитывались структурное состояние земель, микробиологические, санитарно-химические, парази-тологические показатели, содержание тяжёлых металлов. Очень сильное и сильное загрязнение почв было зафиксировано в основных центрах промышленности - Таганроге, Ростове и Новочеркасске, среднее - в Гуково, Зверево, Новошахтинске и Шахтах, слабое - в Азове, Батайске, Волгодонске, Донецке и Каменске-Шахтинском.
Состояние здоровья населения в значительной степени коррелируется с уровнем загрязнения окружающей среды. При оценке заболеваемости населения городских округов учитывались младенческая смертность, острые инфекции верхних дыхательных путей, злокачественные образования, количество и размещение медицинских учреждений, обеспеченность населения врачами. Существенное влияние на состояние здоровья
NATURAL SCIENCE. 2016. No. 4
населения оказывает качество жизни в городских округах. Заболеваемость населения в большинстве городских округов находится на среднем уровне, в отдельных округах варьирует в пределах от пониженного (Ростов, Новочеркасск) до повышенного (Гуково и Зверево). Уровень заболеваемости может нивелироваться доступностью, распространённостью и технической оснащённостью медицинских учреждений, обеспеченностью медицинскими кадрами, денежными доходами населения, обеспечивающими доступность платных услуг.
Интегральным показателем экологической ситуации является численный индекс состояния городских округов, который определяется как сумма балльных оценок суммарной антропогенной нагрузки, степени загрязнения отдельных ком -понентов окружающей среды и уровня заболеваемости населения. Степень напряжённости экологической ситуации определяется по количеству исследованных показателей и суммарной величине численного индекса [4].
В результате комплексной экологической оценки городских округов Ростовской области (табл. 2) установлено:
1. Высокая антропогенная нагрузка наблюдалась в городе-миллионере Ростове, средними значениями характеризовались Новочеркасск, Таганрог, Волгодонск и Шахты, наименьшая антропогенная нагрузка отмечалась в средних и малых городах Восточного Донбасса - Каменске-Шахтинском, Гуково, Новошахтинске, Зверево и Донецке.
2. Высокий уровень загрязнения по всем компонентам окружающей среды сложился в крупнейших промышленных центрах области - Ростове, Таганроге и Новочеркасске, за ними следуют Азов, Шахты и Новошахтинск, характеризующиеся повышенным загрязнением. В остальных округах определена относительно удовлетворительная ситуация с преобладанием загрязнения водных объектов и почвенного покрова.
3. Оценка степени напряжённости экологической ситуации показала, что в крупнейших городских округах с развитой промышленностью, транспортной инфраструктурой и высокой антропогенной нагрузкой (Ростов-на-Дону, Новочеркасск, Таганрог, Шахты), в которых проживают более 1,7 млн чел., или 40 % населения Ростовской области, сложилась критическая экологическая ситуация, в большей части городских округов (660 тыс. жителей) - напряжённая, в Донецке (49 тыс. чел.) - удовлетворительная.
ISSN 0321-3005 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKII REGION. NATURAL SCIENCE. 2016. No. 4
Таблица 2
Комплексная экологическая оценка городских округов Ростовской области (составлен авторами) / Complex ecological assessment of urban districts of the Rostov Region (composed by the authors)
Городской округ Антропогенная нагрузка Уровень загрязнения Оценка заболеваемости населения Численный индекс Экологическая ситуация
Демографическая Промышленная Транспортная Физические факторы атмосферы воды почвенного покрова
Ростов-на-Дону 5 5 5 3 4 4 4 2 32 Критическая
Азов 2 2 3 4 3 4 2 3 23 Напряжённая
Батайск 4 1 3 3 3 2 2 3 21 Напряжённая
Волгодонск 3 3 2 4 3 2 2 3 22 Напряжённая
Гуково 2 2 2 2 1 2 3 4 18 Напряжённая
Донецк 1 1 2 2 1 3 2 3 15 Удовлетворительная
Зверево 1 2 1 2 1 3 3 4 17 Напряжённая
Каменск-Шахтинский 1 3 1 2 1 3 2 3 16 Напряжённая
Новочеркасск 3 5 3 3 4 4 4 2 28 Критическая
Новошахтинск 2 2 1 2 1 4 3 3 18 Напряжённая
Таганрог 3 3 4 3 3 4 5 3 28 Критическая
Шахты 3 3 3 3 3 3 3 3 24 Критическая
Литература
1. Кочуров Б.И. Экодиагностика и сбалансированное развитие : учеб. пособие. М.; Смоленск, 2003. 384 с.
2. Сает Ю.Е., Ревич Б.А., Янин Е.П. Геохимия окружающей среды. М., 1990. 335 с.
3. Перельман А.И., Касимов Н.С. Геохимия ландшафта : учеб. пособие. М., 1999. 768 с.
4. Хованский А.Д., Митропольский А.Ю., Марченко А.В. Комплексная оценка состояния природной среды. Ростов н/Д., 1998. 45 с.
5. Экологический атлас Ростовской области / под ред. В.Е. Закруткина [и др.]. Ростов н/Д., 2000. 120 с.
6. Копылов И.С. Принципы и критерии интегральной оценки геоэкологического состояния природных и урбанизированных территорий // Современные проблемы науки и образования. 2011. № 6.
7. Битюкова В.Р. Социально-экологические проблемы развития городов России. Изд. 3. М., 2012. 448 с.
8. McDonnell M.J., Hahs A.K., Breuste J. Ecology of Cities and Towns: A Comparative Approach. Oxford, 2009. 746 p.
9. Niemela J., Breuste J.H., Guntenspergen G., McIntyre N.E., Elmqvist Th., James P. Urban Ecology: Patterns, Processes, and Applications. Oxford, UK, 2011. P. 367.
10. Меринов Ю.Н., Меринова Ю.Ю. Особенности промышленного воздействия на уровень загрязнения воздушной среды в городских округах Ростовской области // Естественные и технические науки. 2015. № 8 (86). C. 33-37.
11. Меринова Ю.Ю., Хованский А.Д. О состоянии и использовании водных ресурсов в Ростовской агломерации // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки. 2014. № 3. С. 96-101.
References
1. Kochurov B.I. Ekodiagnostika i sbalansirovannoe razvitie [Ecodiagnostics and balanced development]. Tutorial. Moscow; Smolensk, 2003, 384 p.
2. Saet Yu.E., Revich B.A., Yanin E.P. Geokhimiya okruzhayushchei sredy [Geochemistry of the environment]. Moscow, 1990, 335 p.
3. Perel'man A.I., Kasimov N.S. Geokhimiya landshafta [Landscape geochemistry]. Tutorial. Moscow, 1999, 768 p.
4. Khovanskii A.D., Mitropol'skii A.Yu., Marchenko A.V. Kompleksnaya otsenka sostoyaniya prirodnoi sredy [A comprehensive assessment of the environment state]. Rostov-on-Don, 1998, 45 p.
5. Ekologicheskii atlas Rostovskoi oblasti [Environmental atlas of the Rostov Region]. Ed. V.E. Zakrutkin et al. Rostov-on-Don, 2000, 120 p.
ISSN 0321-3005 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKII REGION.
6. Kopylov I.S. Printsipy i kriterii integral'noi otsenki geoekologicheskogo sostoyaniya prirodnykh i urbani-zirovannykh territorii [The principles and criteria for the integrated assessment of geoecological condition of natural and urbanized areas]. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. 2011, no. 6.
7. Bityukova V.R. Sotsial'no-ekologicheskie proble-my razvitiya gorodov Rossii [The social and environmental problems of Russian cities development]. Izd. 3. Moscow, 2012, 448 p.
8. McDonnell M.J., Hahs A.K., Breuste J. Ecology of Cities and Towns: A Comparative Approach. Oxford, 2009, 746 p.
9. Niemela J., Breuste J.H., Guntenspergen G., McIn-tyre N.E., Elmqvist Th., James P. Urban Ecology: Pat-
Поступила в редакцию /Received_
NATURAL SCIENCE. 2016. No. 4
terns, Processes, and Applications. Oxford, UK, 2011, p. 367.
10. Merinov Yu.N., Merinova Yu.Yu. Osobennosti promyshlennogo vozdeistviya na uroven' zagryazneniya vozdushnoi sredy v gorodskikh okrugakh Rostovskoi oblasti [Features of industrial impact on the level of air pollution in urban districts of the Rostov Region]. Estestvennye i tekhnicheskie nauki. 2015, no. 8 (86), pp. 33-37.
11. Merinova Yu.Yu., Khovanskii A.D. O sostoyanii i ispol'zovanii vodnykh resursov v Rostovskoi aglomeratsii [On the status and use of water resources in the Rostov agglomeration]. Izv. vuzov. Sev.-Kavk. region. Estestv. nauki. 2014, no. 3, pp. 96-101.
11 июля 2016 г. / July 11, 2016
