автореферат диссертации по строительству, 05.23.19, диссертация на тему:Оценка экологической безопасности воздушной среды урбанизированной территории с учетом микробиологического фактора

На правах рукописи

ПЛЕШАКОВА АННА ВАЛЕРЬЕВНА

ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ УРБАНИЗИРОВАННОЙ ТЕРРИТОРИИ С УЧЕТОМ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОГО ФАКТОРА

05.23.19 Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства

31 иКГ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Волгоград - 2013

005536375

005536375

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Волгоградский государственный технический университет»

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор Владимцева Ирина Владимировна Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Сидоренко Владимир Федорович

ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет, заведующий кафедрой «Экологическое строительство и городское хозяйство»

кандидат технических наук

Полозова Ирина Анатольевна ВРОНО «Экологическая академия», директор центра научных исследований (г. Волгоград)

Ведущая организация

ГОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет им. Ю.А. Гагарина

Защита диссертации состоится 22 ноября 2013 г. в 10-00 на заседании диссертационного совета ДМ212.026.05 при ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет» по адресу: 400074, г. Волгоград, ул. Академическая, 1, ауд. Б-203

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет»

Автореферат разослан 21 октября 2013 г.

Фокин

Владимир Михайлович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Одной из наиболее важных экологических проблем в условиях урбанизации является сохранение безопасной для жизнедеятельности человека среды обитания. Научной школой академика Ильичева В.А. разрабатывается концепция биосферосовместимых технологий регионального развития России. В рамках данной концепции возникает необходимость разработки механизмов и создание новых критериев прогрессивного комплексного развития ноосферы, техносферы и биосферы конкретных регионов.

Для создания благоприятных условий жизнедеятельности населения а также при строительстве и функционировании объектов городского хозяйства исключительно высокое значение имеет экологический мониторинг. Наиболее важной жизнеобеспечивающей средой является атмосферный воздух, поэтому первостепенной задачей является оценка качества воздушной среды. В настоящее время при проведении экологического мониторинга воздушной среды не учитывается его микробное загрязнение, в то время как обязательным условием возведения строительных объектов является микробиологический анализ почвы.

В связи с вышеизложенным не вызывает сомнений необходимость разработки методического инструментария и создания банка данных для оценки экологической безопасности воздушной среды селитебной зоны города. Поскольку экологическая ситуация городских агломераций практически уникальна, встает задача проведения исследований внутри конкретного региона.

Цель работы - совершенствование оценки экологической безопасности воздушной среды урбанизированной территории с учетом микробиологического фактора.

Реализация поставленной цели потребовала решения ряда задач, основными из которых являются:

- анализ экологического состояния воздушного бассейна селитебной зоны Волгограда;

- проведение микробиологического мониторинга атмосферного воздуха с целью совершенствования оценки качества воздушной среды урбанизированной территории;

- разработка алгоритма оценки экологической безопасности воздушного бассейна жилой зоны города;

- оценка экологической безопасности воздушной среды в зоне влияния промышленных предприятий и автомобильных магистралей, вносящих основной вклад в загрязнение атмосферного воздуха Волгограда;

- разработка механизма реализации учета экологической безопасности

воздушной среды при оценке жилых объектов.

Основная идея работы состояла в совершенствовании методического подхода к оценке экологической безопасности воздушной среды и жилых объектов, расположенных в селитебной зоне города с учетом микробиологического фактора.

Методы исследования включали аналитическое обобщение известных научных и технических результатов, теоретические, натурные и лабораторные исследования, математическую обработку экспериментальных данных методами вариационной статистики и корреляционного анализа с применением ПЭВМ.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована применением классических положений теоретического анализа, планированием необходимого объема экспериментов, подтверждена удовлетворяющей сходимостью полученных результатов экспериментальных исследований, выполненных в натурных и в лабораторных условиях, с результатами других авторов, подтверждена патентной чистотой разработанного технического решения; методами математической статистики с применением ПЭВМ и лицензированных программ: «Microsoft Excel», «РТС Mathcad 14.0», УПРЗА «Эколог» версия 3.

Научная новизна работы:

- построена регрессионная модель и найдена функция прогнозирования микробного загрязнения атмосферного воздуха вблизи автомагистралей, позволяющая вычислить данное значение в зависимости от расстояния от дороги и количества автотранспорта;

- проведен анализ экологической безопасности атмосферного воздуха и жилых объектов в селитебной зоне вокруг основных промышленных предприятий и автомобильных магистралей Волгограда с учетом микробиологического фактора;

- определена локализация и составлен перечень жилых объектов, входящих в зоны влияния неблагоприятных экологических факторов.

- создана компьютерная программа «Экооценка», содержащая базу данных уровня загрязнения атмосферного воздуха для жилых объектов, расположенных в зоне влияния стационарных и передвижных источников загрязнения воздушного бассейна Волгограда.

Практическая значимость работы:

- показана возможность дать количественную оценку наличия микрофлоры в воздухе в зависимости от удаленности от автодороги и ее загруженности автотранспортом.

- проведена оценка экологической безопасности атмосферного воздуха и жилых объектов в селитебной зоне вокруг промышленных предприятий и автомагистралей основных загрязнителей воздушного бассейна Волгограда;

- разработана компьютерная программа «Экооценка», позволяющая определить реальную стоимость строительных комплексов и сооружений с учетом экологического фактора при проведении операций купли-продажи, а также расчете единого налога на недвижимость.

Реализация результатов работы:

- программа «Экооценка» включена в Стандарт специализированного агентства оценки недвижимости ООО «САОН-Комплекс» и успешно применяются при оценке стоимости жилых объектов специалистами - оценщиками и риэлторами.

- материалы диссертационной работы используются кафедрой «Промышленная экология и безопасность жизнедеятельности» ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный технический университет» при подготовке инженеров по специальности 240100 «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» и магистров по направлению 241000 «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» по программе «Промышленная экология и рациональное использование сырьевых и энергетических ресурсов».

На защиту выносятся:

- создание регрессионной модели и определение функции прогнозирования микробного загрязнения атмосферного воздуха вблизи автомагистралей в зависимости от расстояния до автодороги и количества автотранспорта.

- зонирование территории селитебной зоны Волгограда по степени загрязнения воздуха вблизи промышленных предприятий и крупнейших автомагистралей;

- расчеты индексов загрязнения атмосферного воздуха, степени экологической опасности и микробной загрязненности воздушной среды в зонах влияния основных промышленных предприятий и автомобильных магистралей Волгограда;

- локализация и перечень жилых объектов, расположенных вблизи источников загрязнения атмосферного воздуха селитебной зоны Волгограда;

- разработка компьютерной программы «Экооценка», используемой для расчета стоимости жилых объектов Волгограда.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы были представлены на: 46-49 научных конференциях Волгоградского государственного технического университета (Волгоград, 2008-2011); VI Международной Шегт-конференции «Проблемы экологии в современном ми-

ре» (Тамбов, 2009); Международной научно-практической конференции «Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании» (Одесса, 2010); 5-ой Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Экологические проблемы промышленных городов» (Саратов, 2011); Всероссийской молодежной научно-практической конференции с международным участием «Экологобезопасные и ресурсосберегающие технологии и материалы (Улан-Уде, 2011); Всероссийской научно-практической конференции «Экологические проблемы урбанизированных территорий» (Пермь, 2011); Международной научно-практической конференции «Молодежь и наука: модернизация и инновационное развитие страны» (Пенза, 2011); II Всероссийском научно-практическом Форуме «Экология: синтез естественнонаучного, технического и гуманитарного знания» (Саратов, 2011).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 научных работ, из них 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов, библиографического списка и приложений. Общий объем работы: 144 страницы, в том числе: 119 страниц - основной текст, содержащий 11 таблиц на 32 страницах, 24 рисунка на 24 страницах; список литературы из 146 наименований на 16 страницах; 2 приложения на 2 страницах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель, задачи, основная идея работы, определены методы исследования, научная новизна и практическая значимость, представлены сведения об апробации и практическом внедрении результатов проведенных исследований.

Первая глава посвящена изучению современных российских и зарубежных достижений в выбранном направлении исследований. По мнению специалистов, экологическая безопасность воздушного бассейна обусловлена рядом факторов, основным из которых является наличие стационарных (промышленные предприятия, объекты ЖКХ, энергетики и т.п.) и передвижных (автотранспорт) источников загрязнения атмосферного воздуха. Изучению особенностей распространения и накопления загрязнителей атмосферного воздуха городов посвящены работы многих отечественных и зарубежных исследователей (Александровской З.И., Бретшнайдера Б., Владимирова В. В., Воробьева В.И., Гордон В .А., Диденко В.Г., Евгеньева И.Е., Ильичева В.А., Кратцера П.А., Литвиновой H.A., Серебровского Ф.Л., Потапова А.Д., Хусаинова Р.Н., Thibaut G., Smyth R. и др.).

Литературные источники содержат значительное количество данных, описывающих факторы, влияющие на эколого-гигиеническую безопасность жилых зданий и помещений (Ветошкин С.И., Губернский Ю.Д., Колчунов, В.И., Ларионов А.Н., Литвинова H.A., Сидоренко В.Ф., Теличенко В.И., Фельдман Ю.Г. и др.).

Однако уровень экологической безопасности проживания в конкретных участках отдельно взятого мегаполиса, в частности Волгограда, изучен недостаточно полно. Микробиологический мониторинг атмосферного воздуха не проводится при оценке экологической безопасности регионов. Исходя из вышесказанного, возникает необходимость разработки методического инструментария, позволяющего провести реальную оценку экологической безопасности воздушной среды и жилых объектов, расположенных на загрязненных урбанизированных территориях с учетом микробиологического фактора.

Вторая глава посвящена анализу экологического состояния воздушного бассейна города Волгограда, который отличается высокой концентрацией промышленного и транспортного потенциала и представляет собой крупную систему отрицательного воздействия на окружающую среду. Индекс загрязнения атмосферы (ИЗА-5) в 2010 г. составил 16,0 (очень высокий уровень загрязнения), в 2011 г - 10,8 (высокий уровень загрязнения).

За последние годы в Волгограде наблюдается значительный рост числа автомобилей, что приводит к значительному увеличению объемов выброса загрязняющих веществ в атмосферу. Вклад автотранспорта в загрязнение воздуха областного центра составляет по разным источникам 60-80% от общего количества вредных веществ, поступающих в атмосферу. Превышения предельно допустимых концентраций опасных для здоровья населения веществ в зонах жилых застроек Волгограда рядом с автомагистралями создает в городе обширные зоны с значительным превышением санитарно-гигиенических нормативов.

Каждая частица аэрозоля, пыли, копоти или сажи, выбрасываемые стационарными или передвижными источниками загрязнений, обладает способностью адсорбировать на своей поверхности множество микроорганизмов (бактерии, вирусы, микроскопические грибы, дрожжи, актиномицеты и др.). Даже сравнительно короткое пребывание патогенных или условно патогенных бактерий в воздухе бывает вполне достаточно, чтобы обеспечить развитие заболевания и даже эпидемии. Так, показатель общей заболеваемости в Волгоградской области в 2011 году составил 137571,9 человек на 100 тыс. населения и имеет тенденцию к увеличению. Микробное загрязнение воздуха, прежде всего, оказывает влияние на рост заболеваний органов дыхания. Не случайно в 2011 г. основное место в структуре первичной заболеваемости у детей, подростков и

взрослых занимали болезни органов дыхания (70,2%, 56,2% и 27,4% соответственно).

В работе был проведен мониторинг микробного загрязнения атмосферного воздуха в жилой зоне Волгограда в зависимости от близости к автомобильной магистрали. Количество микробных клеток (м.к.) оценивали седимен-тационным методом, который позволяет судить о степени загрязнения воздуха микрофлорой, оседающей с пылью. Метод заключается в способности микроорганизмов под действием силы тяжести и под влиянием движения воздуха (вместе с частицами пыли и капельками аэрозоля) оседать на поверхность плотной питательной среды в открытые чашки Петри. Эксперименты проводили на различном расстоянии от двух наиболее крупных автодорог Волгограда -Первой и Второй Продольной магистралей. Результаты, полученные в экспериментах, представлены на рисунке 1.

fe 0,5 3 10 100 150 200

m

Расстояние от дороги,м ■! Продольная магистраль ИII Продольная магистраль

Рисунок 1 - Микробное загрязнение воздуха на различном расстоянии от автомагистралей При анализе полученных данных было сделано предположение о характере регрессионной зависимости между микробным загрязнением атмосферного воздуха и расстоянием от автомагистрали, являющейся источником этого загрязнения. После обработки результатов эксперимента в программе Mathcad, было определено, что наименьшее отклонение от экспериментальных данных (коэффициент корреляции R > 0,96) дает степенная функция вида

M(d) = a-d~b, (1)

где М - микробное загрязнение, м.к./м3; d - расстояние от дороги, м; а и b -коэффициенты аппроксимирующей функции.

Коэффициенты а и b были получены в программе Mathcad, используя функцию нахождения коэффициентов обобщенной регрессии genfit. Для экспериментальных данных, полученных для Первой Продольной магистрали а = 1,'767-Ю4, Ъ = 0,467, для сведений по Второй Продольной магистрали

а -1,735-104, & - 0,368. Найденные коэффициенты могут зависеть от различных параметров, в первую очередь - от количества автотранспорта. Для проверки данной гипотезы были проведены эксперименты по оценке микробного загрязнения вблизи трех автомобильных дорог, значительно отличающихся по транспортной загруженности. Количество микроорганизмов определяли на расстоянии 0,5 м от дорог седиментационным методом с последующим подсчетом бактериальных колоний, выросших на пластинках питательного агара из отдельных микробных клеток. На всех трех автодорогах определяли интенсивность движения автотранспорта путем подсчета количества транспортных единиц, проходящих через нее за 1 час.

Полученные в ходе эксперимента результаты зависимости микробного загрязнения (М) от количества машин (Ы) приведены на рисунке 2.

Рисунок 2 - Зависимость микробного загрязнения от количества автотранспорта

Максимальное микробное загрязнение атмосферного воздуха наблюдали вблизи магистрали, отличающейся наиболее интенсивным движением автомобильного транспорта. Используя предположение о виде регрессионной зависимости, были построены аппроксимирующие функции и коэффициенты регрессии для участка Первой продольной магистрали при различной степени загруженности автотранспортом. Найденные коэффициенты представлены в таблице 1.

Таблица \ - Значения коэффициентов регрессии при различной загруженности автомагистрали

Коэффициенты Количество

регрессии автотранспорта

2916 928 168

а 17670 6997 2859

Ь 0,467 0,327 0,299

Исходя из полученных данных, были вычислены коэффициенты а\ и bt для линейной зависимости a(N)=ai-N+bl и коэффициенты а2 и Ь2 для b(N)-02 ■ N+b2, где анЬ — коэффициенты функции (1).

В результате проведенных расчетов была получена функция (2), позволяющая вычислять значение микробного загрязнения атмосферного воздуха в зависимости от расстояния до автомагистрали и количества автотранспорта:

М {N, d) = (5,4 • N +1973) • d'^'т), (2)

где М - микробное загрязнение, м.к/м3; d - расстояние от дороги, м; N - количество автотранспорта, штУч.

Необходимо отметить, что данная функция полностью коррелирует с экспериментальными данными R = 1 в рассматриваемом диапазоне. Очевидно, что при большом расстоянии от автодороги значение функции будет равно нулю. В наших экспериментах (рисунок 1) на расстоянии более 100 м микробную загрязненность можно считать фоновым значением (не более 2000 м.кУм ). При малом количестве автотранспорта, т.е. не более 150 машин в час, применять полученную функцию нецелесообразно, так как в данном случае на микробную загрязненность атмосферного воздуха большее влияние будут оказывать другие факторы, а не влияние автотранспорта, и тогда функция будет иметь вероятностный характер. Указанная особенность сказалась и при определении нами коэффициентов регрессии, так как наибольшие отклонения получались при наименьшем из рассматриваемых значений загруженности автомагистрали N = 168 машин в час.

В настоящее время гигиенических нормативов микробного загрязнения воздушного бассейна не существует, поскольку в атмосферном воздухе постоянно происходят процессы самоочищения, связанные с природными явлениями: осадками, инсоляцией, температурными воздействиями и другими факторами. Разработаны некоторые гигиенические критерии микробиологической чистоты воздуха закрытых помещений, например, для операционных блоков хирургических отделений и родильных домов (500 - 1000 м.к./м3). Для характеристики микробиологической чистоты воздушного бассейна урбанизированной территории вблизи автомагистралей, на наш взгляд, возможно применение микробиологического мониторинга атмосферного воздуха, поскольку в данном случае имеет место его регулярное загрязнение микробными клетками, адсорбированными на пылевых частицах, поднимаемых автотранспортным потоком.

Проанализировав данные литературных источников и результаты собственных экспериментальных исследований, нами была предложена шкала оценки уровня микробного загрязнения атмосферного воздуха вблизи автомагистрали, приведенная в таблице 2.

и

Таблица 2 - Шкала оценки уровня микробного загрязнения атмосферного воздуха

Оценка микробного загрязнения, м.к./м3 Уровень микробного загрязнения

<3000 Низкий

3000-10000 Средний

10000 - 50000 Высокий

50000 - 100000 Очень высокий

> 100000 Чрезвычайно высокий

Приведенные в таблице 2 критерии можно использовать для ориентировочной оценки уровня микробного загрязнения атмосферного воздуха урбанизированной территории вблизи автодорог. В случае получения высоких показателей при микробиологическом мониторинге воздушного бассейна необходимо проведение мероприятий по снижению микробной обсемененности воздуха, например, регулярный полив автодорог, посадку древесных растительных барьеров, адсорбирующих поллютанты, реагентную обработку дезинфицирующими средствами и т.п.

Проведенный во второй главе анализ экологического состояния воздушного бассейна Волгограда доказывает необходимость проведения исследований по оценке экологической безопасности воздушной среды и жилых объектов, расположенных в селитебной зоне города, поскольку загрязнения атмосферного воздуха оказывают прямое негативное влияние на здоровье населения.

Третья глава посвящена разработке алгоритма оценки экологической безопасности воздушной среды и жилых объектов в селитебной зоне мегаполиса вблизи источников загрязнения атмосферного воздуха, который включает следующие этапы:

1) выбор источников, вносящих наибольший вклад в загрязнение атмосферного воздуха;

2) количественная характеристика загрязнений атмосферного воздуха в зоне влияния источников загрязнения (определение массы загрязняющих веществ, расчеты интегрального индекса загрязнения среды, степени экологической опасности, микробного загрязнения);

3) составление карты распространения загрязнений атмосферного воздуха от стационарных и передвижных источников в селитебной зоне;

4) определение локализации и составление перечня жилых объектов, входящих в зону влияния источников загрязнения, с указанием уровня их экологической безопасности.

В работе в качестве примера проведена оценка экологической безопасности воздушной среды и жилых объектов вблизи стационарных и передвижных источников, вносящих основной вклад в загрязнение воздушного бассейна селитебной зоны Волгограда.

Способ оценки экологической безопасности в определенной точке урбанизированной территории заключался в определении суммарного индекса загрязнения воздушной среды и уровня экологической опасности выбросов от стационарных (основных промышленных предприятий) и передвижных (крупнейших автомагистралей) источников, находящихся вблизи селитебной территории. Используемые методики, по нашему мнению, являются наиболее приемлемыми, поскольку данные для их расчета доступны (содержатся в отчетах экологических служб любого города), не требуют высокой научной квалификации, сложного оборудования, а, главное, позволяют получить реальные результаты экологической безопасности в определенной точке воздушной среды урбанизированной территории.

Индекс загрязнения воздуха отдельным веществом рассчитывали путем сравнения его концентрации со стандартом, после чего давали оценку качества среды в отношении суммарного воздействия всех загрязняющих веществ, одновременно присутствующих в среде. Степень экологической опасности рассчитывали модифицированным методом Мовчан И.Б. (2010). Модификация метода заключалась в том, что в расчетах использовали не общее количество загрязняющих веществ, выбрасываемых источником загрязнения, как было в оригинальной методике данного автора, а концентрацию поллютанта в конкретной точке воздушной среды. Для оценки уровня экологической опасности загрязнения воздуха в зоне влияния источников загрязнения была предложена специальная шкала, приведенная в таблице 3.

Таблица 3 - Шкала оценки уровня экологической опасности атмосферно-

го воздуха

Оценка экологической Уровень экологической

опасности, усл.ед. опасности

<1000 Средний

1000 - 2000 Высокий

2000 - 3000 Очень высокий

>3000 Чрезвычайно высокий

В диссертационной работе была проведена количественная оценка экологической безопасности воздушной среды и жилых объектов в зоне влияния

восьми промышленных предприятий и двух крупных автомагистралей Волгограда. Результаты приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Оценка экологической безопасности воздушной среды в зоне влияния стационарных и передвижных источников загрязнения атмосферы

Наименование Наименование Индекс Экологическая

источника загрязнения района загрязнения опасность

ООО «ЛУКОЙЛ-ВНП Красноармейский 7,80 824,4

ОАО «Каустик» Кировский 3,05 324,4

В ОАО «Химпром» Кировский 6,25 1343,2

ЗАО «Волгоградмебель» Кировский 12,50 2012,4

ОАО «Термостепс» Дзержинский 13,25 1394,5

ЗАО «Красный Октябрь» Краснооктябрьский 7,95 1519,1

ОАО «ВГТЗ» Тракторозаводский 6,10 1222,9

ОАО «ВГАЗ-СУАЛ» Тракторозаводский 9,80 1668,8

Первая Продольная Ворошиловский 3,40 525,0

магистраль Центральный 3,00 579,3

Краснооктябрьский 3,50 642,8

Тракторозаводский 3,10 482,4

Вторая Продольная Красноармейский 3,30 600,7

магистраль Кировский 3,40 614,4

Советский 3,70 692,9

Результаты, представленные в таблице 4, свидетельствуют, что наибольший индекс загрязнения воздушного бассейна селитебной зоны Волгограда наблюдался вблизи промышленных предприятий ОАО «Термостепс» и ЗАО «Волгоградмебель», а наиболее значительной экологической опасностью отличается атмосферный воздух в зоне влияния предприятий ЗАО «Волгоградмебель»,ОАО «ВГАЗ-СУАЛ» и ЗАО «Красный Октябрь».

Наибольший индекс загрязнения селитебной зоны Волгограда передвижными источниками наблюдался вблизи Второй Продольной магистрали в Советском районе и в зоне влияния Первой Продольной магистрали в Красно-октябрьском районе. Большую экологическую опасность для здоровья населения представляют загрязняющие вещества, находящиеся в атмосферном воздухе в зоне влияния Второй Продольной магистрали.

Характеристика качества воздушной среды вблизи автодорог и определение ее реального воздействия на здоровье населения, на наш взгляд, является неполной без учета микробного загрязнения атмосферного воздуха селитебной зоны мегаполиса. В качестве примера оценки микробного загрязнения атмосферного воздуха в определенной точке урбанизированной территории был про-

веден расчет наличия микрофлоры в воздухе вблизи жилого здания, находящегося в Центральном районе Волгограда с использованием предложенной в диссертационной работе функции прогнозирования микробного загрязненения вблизи автодорог. Для этого провели подсчет количества автотранспорта, прошедшего вблизи данного жилого здания за 24 ч и измерили расстояние от автодороги. Результаты эксперимента приведены на рисунке 3.

з

/с

2 4 6 В 10 12 14 16 18 20 22 24

Время, ч

Рисунок 3 - Динамика автотранспорта за сутки

В результате мониторинга количества автотранспорта было установлено среднее значение интенсивности движения на дороге - 1758 автомашин в сутки. Применив функцию прогнозирования микробной загрязненности атмосферного воздуха (2), получили значение количества микроорганизмов в м3 (М) вблизи данного жилого здания, находящегося на расстоянии 10 м от автодороги:

М = (5,4 • 1758 + 1973) • кг«510"5™'28' = 4915

В соответствии с разработанными нами критериями оценки (таблица 2) уровень микробного загрязнения воздуха вблизи данной автодороги можно оценить как средний.

Таким образом, была показана возможность проведения микробного мониторинга воздушного бассейна вблизи любого здания, находящегося на расстоянии до 100 м от автодороги. Оценка количества микробных клеток в атмосферном воздухе в настоящее время не проводится, поскольку ее осуществление требует специального оборудования и навыков работы с микроорганизмами. Разработанная нами методика позволяет произвести расчеты без постановки микробиологических экспериментов.

Следующим этапом работы явилась локализация жилых объектов, входящих в зону воздействия неблагоприятных экологических факторов. Была составлена карта рассеивания выбросов от источников загрязнения - шести промышленных предприятий и двух крупных автомагистралей Волгограда. Расчет

рассеивания выбросов от стационарных источников загрязнения проводили, используя компьютерную программу УПРЗА «Эколог» версия 3, вариант «Стандарт». Обобщенная схема зон рассеивания выбросов вокруг шести предприятий - основных загрязнителей селитебной зоны Волгограда и двух крупнейших автомагистралей представлена на рисунке 4.

На следующем этапе исследований в каждой зоне определяли локализацию и составляли перечень всех жилых объектов, а также определяли их экологическую безопасность по описанному выше алгоритму. При анализе полученных результатов установлено, что наибольшие значения индекса загрязнения (11Я) и экологической опасности (Оэ) атмосферного воздуха наблюдались для жилых объектов, расположенных в зонах влияния одновременно нескольких источников загрязнения, в частности, жилых зданий вблизи:

- ЗАО «Волгоградмебель», ВОАО «Химпром» и Второй Продольной магистрали (/-,.„. = 22,45\01 =4111,8);

- ОАО «ВГАЗ-СУАЛ»,ОАО «ВГТЗ» и Второй Продольной магистрали (/3.„. = 19,5;0, = 3647,2);

- ОАО «ВГАЗ-СУАЛ»,ОАО «ВГТЗ» и Первой Продольной магистрали(/30 = 19,3;0, = 3545,9);

- ЗАО «Волгоградмебель» и ВОАО «Химпром» (13.в. = 18,75;0 = 3355,6);

- ОАО «ВГАЗ-СУАЛ», ОАО «ВГТЗ» (13.в.= 15,9; О, = 2891,7);

- ОАО «ВГТЗ», ЗАО «Красный Октябрь» (13.в. = 14,05; О, = 2742,0);

- ЗАО «Красный Октябрь», Вторая Продольная магистраль (1зв = 11,65; 03 = 2275,3);

- ЗАО «Красный Октябрь», Первая Продольная магистраль (1зв. = 11,85; О, = 2173,3);

- ВОАО «Химпром», Вторая Продольная магистраль (13.в.= 9,85; О, = 2099,4);

- ЗАО «Волгоградмебель» (13.в. = 12,5; О, = 2012,4).

Полученные при проведении теоретических и экспериментальных исследований результаты перспективны для использования при расчетах стоимости жилых объектов Волгограда. В соответствии со стандартом Российского общества оценщиков СТО РОО 25-02-98 рыночная стоимость объекта недвижимости определяется с учетом экологического фактора, который, используя метод сравнительных продаж, рассчитывается, исходя из значений ПДКСС. и индекса загрязнения атмосферного воздуха. Полученные в работе значения индексов загрязнения позволяют провести расчеты для определения стоимости жилых объектов в зонах влияния стационарных и передвижных источников загрязнения

Рисунок 4 - Схема зон рассеивания выбросав

Волгограда. В качестве примера в работе приведен расчет рыночной стоимости жилого помещения с учетом экологического фактора в Советском районе Волгограда вблизи Второй Продольной магистрали. К сожалению, существующий стандарт Российского общества оценщиков при расчете стоимости объектов недвижимости не учитывает степень экологической опасности загрязнений атмосферного воздуха, что не позволяет дать адекватную характеристику качества воздушной среды и ее реального воздействия на здоровье населения.

С целью практического внедрения результатов диссертационной работы была разработана программа «Экооценка», содержащая базу данных по экологической безопасности жилых объектов, позволяющая оценить степень их экологического благополучия и провести расчет рыночной стоимости жилья методом сравнительных продаж. В программу были включены материалы по основным стационарным и передвижным источникам загрязнения атмосферного воздуха селитебной зоны Волгограда и рассчитанные в работе индексы загрязнения. Данные разработки включены в Стандарт специализированного агентства оценки недвижимости ООО «САОН-Комплекс» и успешно используются при оценке стоимости недвижимости специалистами - оценщиками. Программа предусматривает расширение базы данных и ее изменение в зависимости от улучшения или ухудшения экологической ситуации окружающей среды.

В заключение следует отметить, что для более объективной оценки экологической безопасности урбоэкосистемы целесообразно ввести широкое применение различных систем паспортизации жилых объектов. В паспорте каждого объекта должны быть указаны все характеристики здания, такие как индекс загрязнения атмосферного воздуха (по результатам мониторинга городских экологических служб), уровень экологической опасности, шума, радиационный фон, наличие электромагнитных полей и т.п. Необходимо провести нормативно-законодательное закрепление паспортизации как на федеральном, так и на муниципальном уровнях.

ВЫВОДЫ:

1. Проведен теоретический и экспериментальный анализ состояния воздушного бассейна в зоне влияния стационарных и передвижных источников, вносящих основной вклад в загрязнение атмосферного воздуха селитебной зоны Волгограда. Проведенное исследование позволяет заключить, что территория города подвержена значительному загрязнению от выбросов промышленных предприятий химической, нефтеперерабатывающей, металлургической, деревообрабатывающей промышленности и автотранспорта.

2. Построена регрессионная модель и найдена функция прогнозирования микробного загрязнения атмосферного воздуха вблизи автомагистралей, позволяющая вычислить данное значение в зависимости от расстояния от доро-

ги и количества автотранспорта. Предложена методика микробиологического мониторинга воздушной среды в зоне влияния передвижных источников загрязнения.

3. Разработан алгоритм оценки экологической безопасности воздушной среды и жилых объектов, расположенных вблизи источников загрязнения атмосферного воздуха Волгограда.

4. Проведены расчеты индексов загрязнения и уровня экологической опасности загрязнения атмосферного воздуха в зоне влияния восьми промышленных предприятий и двух крупных автомагистралей Волгограда. Установлено, что наибольший индекс загрязнения воздушного бассейна селитебной зоны Волгограда наблюдается вблизи промышленных предприятий ОАО «Термостепс» и ЗАО «Волгоградмебель». Наиболее значительному экологическому риску подвергается население в зоне влияния предприятий НП «Волгоградмебель», ОАО «ВГАЗ-СУАЛ» и ЗАО «Красный Октябрь».

5. Приведен расчет уровня микробного загрязнения атмосферного воздуха вблизи автодороги, предложена шкала для проведения микробиологического мониторинга воздушного бассейна в зоне влияния передвижных источников загрязнения урбанизированной территории.

6. Составлена карта рассеивания выбросов от шести промышленных предприятий и двух автомобильных магистралей Волгограда, определена локализация и составлен перечень жилых объектов, входящих в зоны влияния неблагоприятных экологических факторов. Проведен анализ экологической безопасности этих объектов.

7. Разработана компьютерная программа «Экооценка», позволяющая определить степень экологической безопасности жилых объектов Волгограда и провести расчет их рыночной стоимости методом сравнительных продаж.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ОТРАЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ: Публикации в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях

1. Кузнецова, A.B. Оценка экологической безопасности объектов недвижимости города Волгограда [Текст] /Кузнецова A.B.// Ползуновский вестник. - Барнаул, 2011. № 4-2. С. 67-69.

2. Кузнецова, A.B. Микробиологический мониторинг атмосферного воздуха г. Волгограда [Текст] / Кузнецова A.B., Владимцева И.В.// Вестник ВолГУ. - Волгоград, 2011. № 2. С. 267-270.

3. Кузнецова, A.B., Владимцева И.В. Разработка алгоритма оценки экологической безопасности объектов недвижимости на примере селитебной зоны Волгограда / Кузнецова A.B., Владимцева И.В. // Современные про-

блемы науки и образования. - 2012. - № 1 (Электронный журнал) URL: www.science-education.ru/101-5593.

Отраслевые издания и материалы конференций

4. Кузнецова, A.B. Геоэкологические факторы в оценке недвижимости г. Волгограда [Текст] /Кузнецова A.B., Владимцева И.В. // Экологический навигатор. Волгоград, 2008. №6. С. 39-42.

5. Кузнецова, A.B. Экологические аспекты влияния антропогенного загрязнения окружающей среды на оценку недвижимости г.Волгограда [Текст] /Кузнецова A.B., Владимцева И.В. //Проблемы экологии в современном мире: матер.У1 Междунар. Internet-конф. - Тамбов, 2009. С. 256-260.

6. Кузнецова, A.B. О необходимости экологической паспортизации объектов недвижимости [Текст] /Кузнецова A.B. Владимцева И.ВЛ Соврем, пробл. и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании: сб. науч. тр. междунар. науч. - практ. конф. - Одесса, 2010. Т.ЗЗ. С.41-42.

7. Кузнецова, A.B. Разработка программы «Экооценка» для учета экологических факторов при оценке объектов недвижимости города Волгограда [Текст] /Кузнецова A.B., Владимцева И.В., Павлов А.ВЛ Экологические проблемы промышленных городов: сб. науч. трудов 5-й Всеросс. науч,-практ. конф. с международным участием. - Саратов, 2011.4.2. С.47-50.

8. Кузнецова, A.B. Оценка микробной загрязненности воздуха вблизи транспортных магистралей г. Волгограда [Текст] /Кузнецова A.B.,Владимцева И.В. // Экологобезопасные и ресурсосберегающие технологии и материалы: матер. Всеросс. мол. науч.-практ. конф. с межд. участием . - Улан-Уде, 2011. С.184-185.

9. Кузнецова, A.B. Исследование проблемы учета экологических факторов при оценке объектов недвижимости Волгоградской агломерации [Текст] /Владимцева И.В., Кузнецова A.B. // Экологические проблемы урбанизированных территорий: матер. Всеросс. конф. - Пермь, 2011. С. 44-48.

10. Кузнецова, A.B. Исследование экологической безопасности атмосферного воздуха селитебной зоны города Волгограда [Текст] /Кузнецова A.B. //Молодежь и наука: модернизация и инновационное развитие страны: сб. матер, междунар. науч.-практ. конф.. - Пенза, 2011. С. 78-80.

11. Кузнецова, A.B. К оценке экологической безопасности объектов недвижимости на урбанизированных территориях / Кузнецова A.B. Владимцева И.В. // Экология: синтез естественнонаучного, технического и гуманитарного знания: сб. статей II Всеросс. науч.-практ. форума . - Саратов, 2011. С.121-123.

Фамилия Кузнецова в 2012 г. была изменена на Плешакову.

ПЛЕШАКОВА АННА ВАЛЕРЬЕВНА

ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ УРБАНИЗИРОВАННОЙ ТЕРРИТОРИИ С УЧЕТОМ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОГО ФАКТОРА

05.23.19 Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 16.10.2013г. Заказ № 118 ТиражЮОэкз. Печатных л. 1,0 Формат 60x84 1/16 Бумага писчая. Печать плоская. Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет 400074, Волгоград, ул. Академическая, 1 Отдел оперативной полиграфии.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧЕРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

04201364392

ПЛЕШАКОВА АННА ВАЛЕРЬЕВНА

ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ УРБАНИЗИРОВАННОЙ ТЕРРИТОРИИ С УЧЕТОМ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОГО ФАКТОРА

05.23.19 - Экологическая безопасность строительства и городского

хозяйства

На правах рукописи

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель:

доктор биологических наук,

профессор Владимцева Ирина Владимировна.

Волгоград - 2013

СОДЕРЖАНИЕ • ,

Введение.................................................................................. 4

Глава 1 Экологическая безопасность воздушного бассейна урбанизированной территории........................................................ 10

1.1 Оценка экологической безопасности атмосферного воздуха урбанизированной территории....................................................... 10

1.2 Воздействие выбросов автотранспорта на состояние воздушной среды города.............................................................................. 26

1.3 Определение уровня микробного загрязнения атмосферного воздуха ........................................................................................................................................................................31

1.4 Влияние экологических факторов на стоимость объектов

недвижимости........................................................................... 36

Глава 2 Анализ экологического состояния воздушного бассейна Волгограда................................................................................ 46

2.1 Загрязнение атмосферного воздуха селитебной зоны Волгограда от стационарных и передвижных источников загрязнения....................... 47

2.2 Экспериментальная оценка уровня микробного загрязнения

атмосферного воздуха................................................................. 50

Глава 3 Разработка алгоритма оценки экологической безопасности жилых объектов вблизи источника загрязнения атмосферного воздуха.................................................................................... 61

3.1 Количественная характеристика загрязнения атмосферного воздуха вблизи стационарных источников загрязнения................................... 65

3.2 Оценка уровня загрязнения воздуха в зоне влияния передвижных источников загрязнения............................................................... 84

3.3 Локализация жилых объектов, входящих в зону воздействия

неблагоприятных экологических факторов......;................................. 92

Выводы.................................................................................... 121

Список литературы..................................................................... 123

Список иллюстративного материала................................................................................................139

Список условных обозначений..............................................................................................................142

Приложения............................................................................................................................................................143

Приложение 1. Акт о внедрении результатов исследования в ООО

«САОН-Комплекс»..........................................................................................................................................143

Приложение 2. Акт о внедрении результатов исследования в учебный

процесс........................................................................................................................................................................144

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Одной из наиболее важных экологических проблем в условиях урбанизации является сохранение безопасной для жизнедеятельности человека среды обитания. В современных условиях в России происходит процесс нарастания экологического кризиса, при котором негативная деятельность человека не может компенсироваться адаптационными способностями окружающей природной среды. В настоящее время экологическая безопасность рассматривается как составная часть национальной безопасности государства и определяется современным экологическим потенциалом конкретных регионов. Качество окружающей среды является важнейшим показателем качества жизни людей, а также основным показателем социально-экономического развития региона [35].

Научной школой академика Ильичева В.А. разрабатывается концепция биосферосовместимых технологий регионального развития России [41,42,43,52]. В рамках данной концепции возникает необходимость разработки механизмов и создание новых критериев прогрессивного комплексного развития ноосферы, техносферы и биосферы конкретных регионов.

Для создания благоприятных условий жизнедеятельности населения, а также при строительстве и функционировании объектов городского хозяйства исключительно высокое значение имеет экологический мониторинг. Наиболее важной жизнеобеспечивающей средой является атмосферный воздух, поэтому первостепенной задачей является оценка качества воздушной среды. В 130 городах Российской Федерации степень загрязнения атмосферного воздуха оценивается как высокая и очень высокая. В настоящее время при проведении экологического мониторинга воздушной среды не учитывается его микробная загрязненность, в то время как обязательным условием возведения строительных объектов является микробиологический анализ почвы.

Состояние окружающей среды существенно влияет на ценность того

или иного жилого объекта [114]. От того, насколько благоприятна экологическая обстановка территории, на которой размещен этот объект, зависят масштабы спроса на него [6,29,45,48,49]. Следовательно, стоимость данных объектов находится в прямой зависимости от уровня загрязнения окружающей среды.

Развитие исследований по рациональной оценке объектов строительства и городского хозяйства способствует увеличению бюджета города при взимании налогов и арендной платы, совершенствованию операций купли - продажи. В настоящее время эти исследования приобретают особую актуальность в связи с планируемым введением в 2013 году единого налога на недвижимость, который предполагает определение ее реальной рыночной стоимости. В 2011 году началась подготовка сведений о зданиях, строениях, сооружениях для включения их в Государственный кадастр объектов недвижимости, где должны быть указаны все существующие сегодня объекты, их местоположение, площадь, назначение и иные характеристики [120].

Для правильной оценки жилья необходим учет всего спектра факторов, влияющих на стоимость того или иного объекта, включая его экологическую безопасность. В связи с вышеизложенным необходимость разработки методического инструментария и создания банка данных для оценки экологической безопасности воздушной среды селитебной зоны города не вызывает сомнений. Поскольку экологическая ситуация городских агломераций практически уникальна, встает задача проведения исследований внутри конкретного региона.

Цель работы - совершенствование оценки экологической безопасности воздушной среды урбанизированной территории с учетом микробиологического фактора.

Реализация поставленной цели потребовала решения ряда задач, основными из которых являются:

1. Анализ экологического состояния воздушного бассейна селитебной зоны Волгограда;

2. Проведение микробиологического мониторинга атмосферного воздуха с целью совершенствования оценки качества воздушной среды урбанизированной территории;

3. Разработка алгоритма оценки экологической безопасности воздушного бассейна жилой зоны города;

4. Оценка экологической безопасности воздушной среды в зоне влияния промышленных предприятий и автомобильных магистралей, вносящих основной вклад в загрязнение атмосферного воздуха Волгограда;

5. Разработка механизма реализации учета экологической безопасности воздушной среды при оценке жилых объектов.

Основная идея работы состояла в совершенствовании методического подхода к оценке экологической безопасности воздушной среды и жилых объектов, расположенных в селитебной зоне города с учетом микробиологического фактора.

Методы исследования включали аналитическое обобщение известных научных и технических результатов, теоретические, натурные и лабораторные исследования, математическую обработку экспериментальных данных методами вариационной статистики и корреляционного анализа с применением ПЭВМ.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована применением классических положений теоретического анализа, планированием необходимого объема экспериментов, подтверждена удовлетворяющей сходимостью полученных результатов экспериментальных исследований, выполненных в натурных и в лабораторных условиях, с результатами других авторов, подтверждена патентной чистотой разработанного технического решения; методами математической статистики с применением ПЭВМ и

лицензированных программ: «Microsoft Excel», «РТС Mathcad 14.0», УПРЗА «Эколог» версия 3.

Научная новизна Работы:

- построена регрессионная модель и найдена функция прогнозирования микробиологической загрязненности атмосферного воздуха вблизи автомагистралей, позволяющая вычислить данное значение в зависимости от расстояния до автомагистрали и количества автотранспорта.

- проведен анализ экологической безопасности атмосферного воздуха и жилых объектов в селитебной зоне вокруг шести основных промышленных предприятий и двух автомобильных магистралей Волгограда с учетом микробиологического фактора;

- определена локализация и составлен перечень жилых объектов, входящих в зоны влияния неблагоприятных экологических факторов.

- создана компьютерная программа «Экооценка», содержащая базу данных уровня загрязнения атмосферного воздуха для жилых объектов, расположенных в зоне влияния стационарных и передвижных источников загрязнения воздушного бассейна Волгограда.

Практическая значимость работы:

Практическая значимость работы:

- показана возможность дать количественную оценку наличия микрофлоры в воздухе в зависимости от удаленности от автодороги и ее загруженности автотранспортом.

- проведена оценка экологической безопасности атмосферного воздуха и жилых объектов в селитебной зоне вокруг шести основных промышленных предприятий и двух автомобильных магистралей Волгограда;

- разработана компьютерная программа «Экооценка», позволяющая определить реальную стоимость строительных комплексов и сооружений с

учетом экологического фактора при проведении операций купли-продажи, а также расчете единого налога на недвижимость.

Реализация результатов работы:

- программа «Экооценка» включена в Стандарт специализированного агентства оценки недвижимости ООО «САОН-Комплекс» и успешно применяются при оценке стоимости жилых объектов специалистами -оценщиками и риэлторами.

- материалы диссертационной работы используются кафедрой «Промышленная экология и безопасность жизнедеятельности» ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный технический университет» при подготовке инженеров по специальности 240100 «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» и магистров по направлению 241000 «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» по программе «Промышленная экология и рациональное использование сырьевых и энергетических ресурсов».

Положения, выносимые на защиту:

1. Создание регрессионной модели и определение функции прогнозирования микробного загрязнения атмосферного воздуха вблизи автомагистралей в зависимости от расстояния до автодороги и количества автотранспорта.

2. Зонирование территории селитебной зоны Волгограда по степени загрязнения воздуха вблизи шести промышленных предприятий и двух крупнейших автомагистралей;

3. Расчеты индексов загрязнения атмосферного воздуха, степени экологической опасности и микробной загрязненности воздушной среды в зонах влияния шести промышленных предприятий и двух автомобильных магистралей Волгограда;

4. Локализация и перечень жилых объектов, расположенных вблизи источников загрязнения атмосферного воздуха селитебной зоны Волгограда;

5. Разработка компьютерной программы «Экооценка», используемой для расчета стоимости жилых объектов Волгограда.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы были представлены на: 46 - 49 научных конференциях Волгоградского государственного технического университета (Волгоград, 2008 - 2011); VI Международной Internet-конференции «Проблемы экологии в современном мире» (Тамбов, 2009); Международной научно-практической конференции «Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании» (Одесса, 2010); 5-ой Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Экологические проблемы промышленных городов» (Саратов, 2011); Всероссийской молодежной научно-практической конференции с международным участием «Экологобезопасные и ресурсосберегающие технологии и материалы (Улан-Уде, 2011); Всероссийской научно-практической конференции «Экологические проблемы урбанизированных территорий» (Пермь, 2011); Международной научно-практической конференции «Молодежь и наука: модернизация и инновационное развитие страны» (Пенза, 2011); II Всероссийском научно-практическом Форуме «Экология: синтез естественнонаучного, технического и гуманитарного знания» (Саратов, 2011).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 научных работ, из них 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов, библиографического списка и приложений. Общий объем работы: 144 страницы, в том числе: 119 страниц - основной текст, содержащий 11 таблиц на 32 страницах, 24 рисунка на 24 страницах; список литературы из 146 наименований на 16 страницах; 2 приложения на 2 страницах.

ГЛАВА 1

Экологическая безопасность воздушного бассейна

урбанизированной территории

1.1 Оценка экологической безопасности атмосферного воздуха урбанизированной территории

Одной из наиболее актуальных задач экологической безопасности современных городов является определение и минимизация антропогенных воздействий на окружающую среду, негативные последствия которых принимают все большие размеры, создают опасность для окружающей природной среды, приобретают международный характер и уже достигли глобальных масштабов. Если в начале XX века население городов-мегаполисов не превышало 5%, то к началу нынешнего, XXI века, их доля превысила треть населения земли [32,41,42,86]. Опыт даже наиболее успешно развивающихся крупных мегаполисов мира свидетельствует о трудностях решения целого ряда экологических проблем, связанных с обеспечением благополучной среды обитания населения [22,143,144]. Эти проблемы особо актуальны для большинства городов России, многие из которых признаются экспертами зонами экологического бедствия.

В работах ряда отечественных ученых в последние годы разрабатывается концепция необходимости преобразования современных городов в биосферосовместимые территории, развивающие человека [41,42,43,52,86,87]. В фундаментальных работах академика Ильичёва В.А. [41,42] показано, что конфликт человеческой цивилизации и природы на современном этапе достиг катастрофических размеров, загрязнение биосферы в результате человеческой деятельности угрожает самому существованию человека. Особую актуальность данная проблема приобретает в городах, где

сосредоточена основная часть населения Земли и концентрируется загрязняющее среду промышленное производство. На территории России Ильичёвым В.А. выделено 56 экорегионов, которые разделены по степени экологической напряженности на 7 рангов. По данным автора наибольшие загрязнения наблюдаются в районах 6 и 7 ранга, причем Поволжский район отнесен к 7 рангу с очень высокой экологической напряженностью, с острыми и очень острыми ситуациями [42]. Современные города фактически являются зонами экологического бедствия. В связи с этим делается вывод о необходимости использовать существующие или создавать новые критерии, позволяющие количественно оценить экологическое состояние города и принимать экстренные меры для предотвращения надвигающейся экологической катастрофы, разработать механизмы прогрессивного комплексного развития людей, технологий и биосферы регионов [41,42,43].

A.Л. Поздняковым [86,87] предложена концепция технологического обновления производственных предприятий современного города и объектов городской инфраструктуры на основе принципов биосферосовместимых городов, развивающих человека. Предложены алгоритм мониторинга качества городской среды для оценки показателей биосферосовместимости и методики преобразования города в территорию, не оказывающую отрицательного влияния на биосферу.

B.Н. Денисовым [32] был очерчен круг основных задач экологической безопасности в пределах жилых территорий мегаполисов, которые и включают:

- охрану атмосферного воздуха от загрязнения;

- обеспечение оптимальных микроклиматических условий;

- защиту от городских шумов и вибраций;

защиту геологической среды и почв от химического, микробиологического и радиоактивного за�