автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Системный анализ экологического состояния зоны гипергенеза урбанизированных территорий

На правах рукописи 005054093

Помеляйко Ирина Сергеевна

СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЗОНЫ ГИПЕРГЕНЕЗА УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ

(НА ПРИМЕРЕ КУРОРТА ФЕДЕРАЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ Г. КИСЛОВОДСКА)

специальность 05.13.01 — Системный анализ, управление и обработка информации (вычислительная техника и информатика).

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель д.т.н. А.В. Малков

- 1 НОЯ 2012

г. Пятигорск - 2012 г.

005054093

Работа выполнена на кафедре «Управления и информатики в технических системах» государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Пятигорский государственный гуманитарно-технологический университет»

Научный руководитель (консультант)

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

- доктор технических наук, профессор Малков Анатолий Валентинович

- Колесников Анатолий Аркадьевич, заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор ТТИ ЮФУ, зав. каф. синергетики и процессов управления

- Ефимов Николай Николаевич, доктор технических наук, профессор ЮРГГУ (НПИ), зав. каф. тепловые электрические станции

- ФГУГП «Гидроспецгеология»

Защита состоится 22 ноября 2012 г. в 16 часов на заседании диссертационного совета Д 212.208.22 при государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Технологический институт Южного федерального университета в г. Таганроге (ТТИ ЮФУ) по адресу: 347928, Ростовская область, г. Таганрог, пер. Некрасовский, 44, ауд. Д-406.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Южный федеральный университет».

Автореферат разослан «22» октября 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, д.т.н., проф. ' Целых А.Н.

Общая характеристика работы

Актуальность темы

Конец ХХ-го начало ХХ1-го века - время, когда экология проходит красной нитью развития, как отдельных городов и стран, так и континентов в целом. Человечество достигло того уровня развития, когда игнорирование последствий техногенеза стало чрезвычайно опасным. В конечном итоге «если воздухом нельзя дышать, воду нельзя пить, а пищу нельзя есть, то все социальные проблемы теряют свой смысл». Человек — единственное существо на Земле, чьи отходы хозяйственной деятельности природа не способна переработать без ущерба для экосистемы. На урбанизированных территориях существенно и не в лучшую сторону изменены все природные оболочки среды обитания. Атмосфера, поверхностные и подземные воды, почва, растения — на всем лежит печать бурной деятельности человека. Мы изменяем среду обитания, хотя декларируем, что «природа знает лучше» среда обитания изменяет нас, поскольку «ничто не дается даром». Нежелание человечества «платить по счетам» по отношению к природе приводит к многочисленным катаклизмам, уносящим тысячи жизней. Рост онкозаболеваний и болезней органов дыхания, рождение детей с хромосомными аберрациями и врожденными пороками развития, рост числа инвалидов-детства вот далеко не полный перечень последствий игнорирования отдачи долгов природе. По данным РАН, в России здоровыми являются меньше четверти новорожденных, у 30% выявлены генетические нарушения.

В России не так много курортов федерального значения, всего около 40. Один из них — Кисловодск, входящий в состав особо охраняемого эколого-курортного региона РФ — Кавказские Минеральные Воды (КМВ). Согласно принятой в 2002 году в России экологической доктрине, в связи с постоянно растущими темпами антропогенного воздействия на природные комплексы, требуется «совершенствование системы показателей, создание методологии экологического мониторинга, включая комплексную оценку состояния окружающей среды».

Несмотря на режим особой охраны, в последние годы по ряду причин, экологическая ситуация на курорте существенно ухудшилась. На сегодняшний день, в городе контроль состояния окружающей среды заключается в разрозненном, недостаточно полном санитарно-гигиеническом мониторинге почв, атмосферы и минеральных вод.

С целью объективной оценки состояния окружающей среды необходимо проведение системного анализа экологического состояния зоны гипергенеза курорта.

Зона гипергенеза — зона сочленения литосферы, гидросферы, атмосферы, в пределах которой сформировалась биосфера в условиях относительно низких температур, давления, наличия свободной воды и кислорода, что необходимо для существования сложных белковых молекул, составляющих основу жизни.

Цель и задачи исследований

Целью диссертационной работы является:

- системный анализ экологического состояния зоны гипергенеза включающий экологическую оценку воздушного бассейна, поверхностных водотоков, грунтов и подземных вод г. Кисловодска;

- изучение динамики эколого-зависимых заболеваний населения.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

• Эколого-аналитическая оценка состояния воздушного бассейна, почв, поверхностных и подземных вод г. Кисловодска.

• Совершенствование методики мониторинга малых рек и грунтов с учетом специфики города-курорта.

• Изучение экологического состояния функциональных зон города, выявление ксенобиотиков в воздухе, реках, грунтах и подземных водах.

• Изучение процессов геофильтрации и миграции загрязняющих веществ в грунтовых водах.

• Оценка «ответной реакции» населения на антропогенное загрязнение среды обитания. Анализ влияния поллютантов присутствующих в зоне гипергенеза города на здоровье населения.

• Составление кадастра источников антропогенного загрязнения среды. Разработка мероприятий по стабилизации экологической обстановки на курорте.

Методы исследования и достоверность полученных результатов.

В работе применялись наземные методы экологического мониторинга: физико-химические методы, биоиндикация, методы статистической и математической обработки данных, математическое моделирование.

Достоверность полученных результатов подтверждена аккредитациями лабораторий на данные виды исследований, сходимостью полученных результатов.

Основные научные результаты и положения, выносимые на защиту:

1. Совершенствование методики системного подхода к оценке экологической ситуации объекта исследования по всем средам.

2. Оценка ответной реакции населения на экологическую ситуацию, сложившуюся на курорте.

3. Разработка математической модели геофильтрации и миграции подземных вод верхней гидродинамической зоны. Оценка масштабов площадного загрязнения грунтовых вод.

4. Обоснование критериев выбора ПДК для отдельных сред (атмосфера, поверхностные и грунтовые воды) зоны гипергенеза.

5. Разработка комплекса мероприятий способствующих улучшению экологической ситуации в г. Кисловодске.

Научная новизна работы

1. Впервые в г. Кисловодске осуществлен системный анализ включающий исследование антропогенного загрязнения всех природных сред зоны гипергенеза с выявлением источников поступления в них поллютантов.

2. Обоснованы критерии выбора предельно допустимых концентраций (ПДК) загрязняющих веществ для города-курорта федерального значения.

3. Усовершенствованы методики проведения мониторинга воздушного бассейна, рек и грунтов курортного региона, определены индексы загрязнения ат-

мосферы (ИЗА), вод горных рек (ИЗВ), рассчитаны лимитирующие показатели вредности (ЛПВ) и суммарные показатели загрязнения грунтов (2С) курорта.

4. На основе выполненных анализов природных сред оценена острота экологической ситуации каждой из сред зоны гипергенеза и степень экологического риска для населения.

5. Построена математическая модель геофильтрации и миграции загрязнённых грунтовых вод.

6. Обоснован комплекс приоритетных мер по оздоровлению городской среды и улучшению качества основных курортообразующих факторов.

Практическая и научная значимость, и реализация результатов работы.

Полученные в результате проведенных работ данные представляют интерес с точки зрения методик комплексного мониторинга урбанизированных территорий и могут лечь в основу экологического паспорта курорта. Результаты исследований могут быть использованы природоохранными службами на других аналогичных курортных регионах, при проведении мероприятий по улучшению качества городской среды обитания, а также в процессе разработки генерального плана города с целью снижения экологического риска для населения. Разработанные подходы могут быть использованы природоохранными ведомствами при изучении условий и факторов формирования участков экологического риска других населенных пунктов.

Апробация работы, публикации

Результаты работы использовались при оценке эксплуатационных запасов минеральных вод Березовского и Центрального участков Кисловодского месторождения лечебных минеральных углекислых вод (протокол Государственной комиссии по запасам полезных ископаемых РФ № 827 от 20.04.2002 г., протокол ГКЗ РФ № 1442 от 31.08.2007 г.). Результаты работ докладывались на научно-технических конференциях:

1. I Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Наука-основа инновационного развития современного общества» (Тольятти, 2010);

2. IV Всероссийская научно- практическая конференция «Стратегия устойчивого развития регионов России» (Новосибирск, 2011);

3. II Международная научно-практическая конференция «Проблемы рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды» (Махачкала, 2011);

4. Национальный научный форум «Нарзан-2011» «Техногенные процессы в гидролитосфере» (Кисловодск, 2011);

5. IV Международная научная конференция «Системный синтез и прикладная синергетика» (Пятигорск, 2011);

6. Международная молодежная научная конференция «Математическая физика и ее приложения» (МФП-2012) (Пятигорск, 2012).

По теме работы опубликовано 13 научных статей, в том числе 7 в журналах из перечня, рекомендованного ВАК Министерства образования и науки РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 179 страницах компьютерного текста и состоит из введения, 6 глав, заключения, библиографического указателя, включающего 178 источников, в том числе 3 иностранных автора и шести приложений. Диссертация иллюстрирована 33 таблицами и 68 рисунками.

Содержание работы

Введение. Обосновывается актуальность системного анализа экологического состояния зоны гипергенеза урбанизированных территорий, поставлены цели и задачи исследования, выделены объект и предмет исследования, научная новизна, практическая ценность работы и результаты, выносимые на защиту.

В первой главе «Сущность проблемы и состояние изученности» рассматриваются экологические проблемы городов-курортов - низкий уровень благоустройства, отсутствие городской канализации, высокая роль жилищно-коммунального комплекса в выбросах отходов в окружающую среду, обширный автопарк и т.д. В городах курортах призванных возвращать здоровье, заболеваемость коренного населения, в том числе и детей, порой превосходит средний по РФ уровень. При этом среди заболеваний горожан превалируют именно те, которые призван лечить данный курорт. Целью проводимого на курортах мониторинга в ряде случаев является демонстрация полнейшего благополучия территории, для чего посты наблюдений оборудуют как можно дальше от источников загрязнения, а перечень поллютантов определяемых в той или иной среде сведён к минимуму. К минимуму сведен и перечень природных сред охваченных системой мониторинга.

Проблему чистоты окружающей среды на курорте можно решить тремя путями. Путь первый — создание нормативно-правовой базы разработанной специально для курортных регионов, проведение регулярного системного анализа экологического состояния сред зоны гипергенеза, биомониторинг здоровья населения, особенно детского с автоматическим занесением полученных результатов в экологический паспорт города и принятием превентивных мер. Второй путь — минимизирование информации путем сворачивания наблюдательной сети, уменьшения количества отбираемых проб и определяемых в них компонентов. Действительно, зачем пугать рекреантов? Курорт - значит всё чисто! Третий путь - вывести курорты и лечебно-оздоровительные земли из статуса особо охраняемых территорий. Нет статуса, нет проблемы грязных курортов! Таким образом, курортный статус города является скорее карой, чем привилегией.

На сегодняшний день нормативы допустимых концентраций поллютантов в природных средах (исключая атмосферу) на курортах ничем не отличаются от нормативов любых других городов. Едина, для всех населенных пунктов, и методика проведения экологического мониторинга. Кроме того, для курортов недостаточно традиционных методов анализа окружающей среды, поскольку физико-химические методы указывают лишь на содержание определенных загрязнителей и не могут дать ответа на вопрос о качестве окружающей среды и её пригодности для обитания человека. Необходимо использование методов биологического мониторинга, позволяющих получить интегральную оценку последствий воздействия комплекса всех внешних факторов на представителей живой природы. Учитывая специфику и народнохозяйственное значение территории в

качестве ПДК на курорте должны применяться наиболее жесткие из разработанных нормативов, либо разрабатываться новые, конкретно для особо охраняемых курортных регионов.

Несмотря на наличие различных подходов в изучении среды, методологические и методические основы геоэкологической оценки городов-курортов разработаны недостаточно. Здесь следует упомянуть работы таких авторов как, Л.В. Алексеева, М.Е. Берлянд, Н.С. Буренин, Н.П. Поволоцкая, Н.Ф. Реймерс.

Во второй главе «Описание района работ» дана характеристика города-курорта Кисловодск. Приведены данные об административном положении, геоморфологических, гидрографических, климатических, геологических и гидрогеологических условиях района работ.

В третьей главе «Системный анализ экологического состояния зоны ги-пергенеза» автором для системного анализа всего природного комплекса были изучены, как среды-накопители (почвы), так и среды-переносчики (атмосфера, поверхностные и подземные воды) загрязняющих веществ. Только в данном случае можно получить достоверную информацию о сложившейся на исследуемой территории экологической ситуации. Отражены объекты и методика исследований. Дана оценка экологической ситуации каждой из сред зоны гипергенеза.

Анализ экологического состояния воздушного бассейна. Для экологической оценки состояния воздушного бассейна города, проводился сбор и анализ данных о замеренной концентрации поллютантов в атмосфере и данных по выбросам загрязняющих веществ (ЗВ) в период с 1994 по 2011 годы. После чего определялись вещества, регулярно превышающие ПДК, анализировались возможные пути их поступления в атмосферу. Для определения качества воздуха в работе применялся комплексный индекс загрязнения атмосферы (ИЗА) который рассчитывался по формуле:

ИЗА = У 9СР/

ых ПДКсс/"

где <7 ср/— среднегодовая концентрация загрязняющего вещества; ПДКсс/ - его среднесуточная предельно допустимая концентрация; Ci -безразмерный коэффициент, позволяющий привести степень вредности / -ого загрязняющего вещества к степени вредности диоксида серы.

Результатом проведенных исследований явилось усовершенствование методик по ведению мониторинга атмосферы и разработка мероприятий по улучшению качества воздушного бассейна курорта. Территория Кисловодска характеризуется повышенным потенциалом загрязнения атмосферы. Застойный режим, который устанавливается в котловине при низкой аэрации (отсутствии ветров), приземных инверсиях и хаотичной застройке способствует накоплению загрязнителей в атмосфере г. Кисловодска.

По итогам исследований можно сделать следующие выводы:

• Суммарные выбросы ЗВ за период 1994-2011 гг. увеличились на 10,9 тыс.гп. (в 4 раза) за счет выбросов от автотранспорта. Тренд, построенный по выбросам от автотранспорта за данный период показывает, что темпы роста составляют 0,73 тыс.т. в год (рис. 1).

• На каждый квадратный километр города в 2011 г. было выброшено 200,6 тонн загрязняющих веществ, что в 4 раза больше показателя за 1994 год (48,7

7

тонны). Выбросы вредных веществ на душу населения выросли с 30 кг (1994 г.) до 106,5 кг (2011г.).

• Концентрации З.В. в воздухе селитебной зоны в 2- 3 раза превосходят показатели, зафиксированные в парке, и не удовлетворяют нормативам по взвешенным веществам (В.В), Ы02, N0, бенз(а)пирену (БП).

• Уровень загрязнения атмосферного воздуха в Кисловодске классифицируется как повышенный (ИЗА > 5). За период 1994 - 2011 гг., максимум загрязнения воздуха комплексом примесей зафиксирован в 1996 г. (ИЗА = 7,3), минимум в 2000 г. (ИЗА = 4,0).

Таким образом, на сегодняшний день, состояние воздушного бассейна свидетельствует о напряженной экологической ситуации сложившейся на курорте.

иа

2

а £ >2 в

Л Я И О. С

ч

о

• Выбросы от у = 0,7272х- 1447,3

предприятий

А Выбросы от авто /С—' \ /

^-1-1-1-1-

15

- 10

■а и

в ¡г

о!

"5 2

1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010

Годы

Рис. 1. Выбросы ЗВ от предприятий и автотранспорта в г. Кисловодске.

Анализ экологического состояния грунтов. В рамках изучения объекта исследования на территории города методом ключевых участков были отобраны 14 проб грунта с глубины 0,1 м. Опробовался максимально трансформированный слой, непосредственно контактирующий с поверхностью. Отбор проб осуществлялся методом конверта. Размер конверта принимался 3x3 м. С каждого объекта отбиралась одна объединённая проба, составленная из 5 точечных. Пробы отбирались на регламентируемых функциональных зонах. За фон принимались параметры фунта отобранного в курортном парке, на водоразделе с высотной отметкой 1200 метров. Такая территория получает минимальное антропогенное воздействие и является автономной. Химический анализ фунтов, выполнялся по 21 показателю, критерии отбора которых обосновывались рядом факторов. Это вещества 1-2 класса опасности (РЬ, Н§, Сс1, Тп, N1, Ве, Си, Аб, Р); вещества с повышенным природным содержанием (Ва, Бг); индикаторы различных видов зафязнений (нефтепродукты (НФ), фосфаты (Ф), А1, МН4+, N03", 8е, Мп); показатели радиоактивности пород зоны аэрации (цезий-137, стронций-90); кислотность среды (рН). Всего было выполнено 546 химических анализов.

Оценка уровня загрязнения почв проводилась по суммарному показателю за-фязнения -¿с, отдельно для каждой исследуемой функциональной зоны:

где Кс — коэффициент концентрации вещества (Кс = С, / Сф,); С, — фактическое, Сф, — фоновое содержание элемента; п - число суммируемых элементов.

Анализируя уровень загрязнения грунтов по суммарному показателю загрязнения можно сделать следующие выводы:

• наиболее загрязненными являются грунты промзоны и территории прилегающей к железнодорожному полотну, Ъс которых составляет 38-108, что соответствует опасной категории загрязнения почв. При таком уровнезагрязнения почв увеличивается как общая заболеваемость населения, так и число детей с хроническими заболеваниями и нарушениями сердечно-сосудистой системы.

• наименьший показатель загрязнения (Ъ^ = 11) выявлен в пробе грунта отобранного на детской площадке в селитебной зоне. Только данная функциональная зона, по показателю загрязнения грунтов, относится к категории - допустимая.

• остальные пробы, относятся к умеренно опасной категории загрязнения почв. Суммарный показатель загрязнения 7С для них варьирует от 16 до 32. Такое загрязнение ведет к увеличению общей заболеваемости коренного населения.

Содержание тяжелых металлов 1 класса опасности (Сс1, Аэ, Т^, РЬ, 2п) в грунтах превышает природные значения в 2-4 раза. По результатам мониторинга установлено, что на территории курорта 1гмеются участки, где концентрация С<1 превышает установленные санитарно-гигиенические нормативы. Среднее валовое содержание Сс1 в грунтах Кисловодска составляет 1,65 мг/кг, что в 3 раза превышает среднекраевые значения и в 2,5 раза показатели г. Москвы. Среднее содержание ТМ в почвах города превышает среднекраевые значения в 2-3 раза и практически соответствует их концентрации на территории г. Москвы.

Почвенный покров в городе не отвечает гигиеническим нормам по микробиологическим показателям. Доля неблагополучных проб достигает 77 %.

Роль антропогенной нагрузки в деградации грунтов на территории города приведена в табл. 1.

Таблица 1.

Роль антропогенной нагрузки в трансформации качества грунтов_

№ п/п Компонент (З.В.) Фоновая концентрация, мг/кг Средняя по городу концентрация, мг/кг Превышение над фоном, %

1 Фосфаты 1,11 15,72 92,9

2 Нефтепродукты 11,8 75,25 84,3

3 Ртуть 0,02 0,08 75,0

4 Свинец 10,0 24,4 59,0

5 Цинк 52,5 92,04 43,0

6 Мышьяк 2,2 3,61 39,1

7 Кадмий 1,0 1,65 39,4

Приуроченность места отбора пробы грунта к той или иной функциональной зоне, четко коррелирует с появлением конкретного, сопутствующего данному виду антропогенной нагрузки загрязнению (табл. 2). По полученным данным отмечается наличие сильной положительной корреляционной связи между кон-

центрациями Сё и Бг (г = 0,83), А1 и Р (г = 0,75). Наличие средней положительной связи выявлено между концентрациями в грунтах РЬ и Ъ\\ (г = 0,58), Ъъ и НФ (г = 0,58), Си и 7л\ (г = 0,54). Максимум концентраций Сс1 и Бг фиксируется вблизи АЗС и крупных автомагистралей. Пик концентраций А1 и Р в почвах, четко коррелирует с зонами сельскохозяйственного назначения.

Таблица 2.

Распределение поллютантов в грунтах функциональных зон

Функциональная зона Величина гс Категория загрязнения Основные поллю-танты

Промышленная зона +АЗС 37,7-108,1 Опасная РЬ, Ни, Хп, М, НФ

Железная дорога 36 Опасная Сс1, N1, Си, Щ, Бг, Ф

Авто и ж/дороги, АЗС 22-30 Умеренно опасная НФ, Не, РЬ, Бг, Си,

Селитебная зона, зона сан-охраны реки 19-21 Умеренно опасная ЫНГ, Ва, РЬ, Бг, Аб, МЭз" НФ, Ф

Почвы с/х 16-17 Умеренно опасная са, А1, Мл, АБ, ¥, Бг, Ф

Детская площадка 10,5 Допустимая N0,"

Анализ экологического состояния поверхностных водотоков. Поскольку гидрометрических постов на реках Кисловодска нет, отсутствует и информация о санитарно-химическом и микробиологическом состоянии речных вод. На первом этапе исследования был составлен кадастр основных антропогенных источников загрязнения рек в черте города. В него вошли семь возможных источников загрязнения. Мониторинг речных вод осуществлялся в течение двух лет (2011-2012 гг.). Определив возможные источники загрязнения каждой реки, были заложены 13 постов наблюдения. Для того чтобы оценить влияние той или иной антропогенной нагрузки на качество речной воды посты располагались соответственно: до возможного источника загрязнения речных вод и ниже по течению. Мониторинг проводился по рекам Белая, Березовая, Ольховка и Али-коновка. Пробы воды отбиралась в стрежневой части реки. Замеры проводились 1-2 раза в сезон с обязательным отбором проб в паводок, межень и в половодье. Всего было выполнено 1886 химических анализов. Химический анализ каждой пробы воды включал определение 34 компонентов. Их выбор был обусловлен рядом признаков: основные ионы речных вод (К+, Са , № , М§ , НСОз, С1); индикаторы, характеризующие способность воды к самоочищению (БПКполн, растворенный кислород, рН, перманганатная окисляемость); тяжелые металлы (РЬ", Сд2', 2п2+, №2+, Мп2+, Си2' , Сг+6); индикаторы различных видов за-

грязнений ОГН4+, N02", N03", НФ, фосфаты, БОД А1, Бе); компоненты с повышенным на КМВ фоном (Ва2+, Ре); неорганические ядовитые вещества (Ве2+, Вг", Р", Аб, фенолы); показатели радиационной безопасности (суммарная а и р-активность).

Учитывая статус города, в качестве ПДК принимались наиболее жесткие нормативы. Интегральная оценка загрязнения рек по гидрохимическим показа-елям осуществлялась по индексу загрязнения вод (ИЗВ). Расчет ИЗВ выполнял-:я по 6 показателям согласно формуле:

П С;/ПДК;

ИЗВ = У и ' >

/=1 "

где С/ - концентрация компонента; количество показателей, используемых для расчета индекса; ПДК, - предельно допустимая концентрация для соответствующего типа водного объекта.

Согласно нормативным требованиям при одновременном присутствии в воде (вух или более веществ 1-2 классов опасности, характеризующихся однонаправ-[енным механизмом токсического действия, рассчитывается лимитирующий показатель вредности (ЛПВ). Влияние антропогенной нагрузки на изменение химического состава поверхностных вод г. Кисловодска приведено в табл. 3.

Таблица 3.

Роль антропогенной нагрузки в ухудшении качества речных вод

№ п/п Компонент (З.В.) Концентрация на истоке, мг/дм3 Концентрация на устье, мг/дм3 Превышение над фоном, %

1 Мышьяк 0,001 0,05 98,0

2 Нефтепродукты 0,01 0,25 96,0

3 Стронций 0,4 7 94,3

4 Нитриты 0,02 0,29 93,1

5 Кадмий 0,001 0,005 80,0

6 Цинк 0,01 0,04 75,0

7 Свинец 0,004 0,01 60,0

Появление в воде ряда веществ может быть связано с преобладающим источником питания реки в тот или иной период (табл. 4).

• Наиболее грязные пробы речных вод зафиксированы в пик межени (январь). Самой грязной рекой г. Кисловодска является р. Белая.

• В истоках рек, воды соответствуют II классу качества (чистые) и удовлетворяет самым жестким нормативным требованиям.

• Речная вода на устьях соответствует IV классу качества - загрязненные. Вода непригодна для рыбохозяйственного и культурно- бытового водопользования.

• В реках обнаружены вещества 1-2 класса опасности. Во всех реках города в тот или иной период выявлены суперэкотоксиканты - Ы02, РЬ, А.ч, Сс1.

• Причинами появления поллютантов в речных водах, являются антропогенные и природные факторы.

• Наличие антропогенной нагрузки четко коррелируют с появлением конкретного, сопутствующего ему вида загрязнения в реках ниже по течению (рис. 2).

НФ," мг/л

0,2 ■ 0,1 0

р. Белая с

АЗС

(Ы

Пост 1 Пост 2 Пост 3 Пост 4

РЬ,

мг/л

- 0,006 - 0,004 0,002 0

Пост 1 Пост 2 Пост 3 Пост 4

Рис. 2. Влияние антропогенной нагрузки на появление поллютантов в реках Кисловодска.

Таблица 4.

Взаимосвязь преобладающего источника питания с появлением в реках ЗВ

Взаимосвязь источника питания с ЗВ в реках Источники питания рек г. Кисловодска

снеговое 22 % дождевое 49 % подземное 29 %

Наименование ЗВ БПКп0ЛН,Ж)2-Бе, НФ Ре, НФ, Ф Мп, Ъл, Си, РЬ, Аб, С(1

• Речные воды не отвечают гигиеническим нормативам по микробиологическим показателям. Доля неблагополучных проб варьирует в зависимости, от сезона года достигая 94 %.

• По лимитирующему показателю вредности ЛПВ 64 % проб не отвечают требуемым нормативам.

Экологическая ситуация в городе по санитарно-химическим показателям состояния поверхностных водотоков может быть оценена как напряженная.

Анализ экологического состояния грунтовых вод. Поскольку сеть скважин на грунтовые воды была уничтожена в 80-е годы, анализировалась информация по инженерно-геологическим изысканиям под строительство за тридцатилетний срок (1967-1998 гг.). Были собраны данные по 93 площадкам в различных районах г. Кисловодска. Полученная информация свидетельствует о подтоплении большинства районов города. Кроме того существенную трансформацию претерпел и химический состав грунтовых вод (увеличение общей минерализации в 2 раза). Можно отметить, что юго-западные, западные и северо-западные районы города сегодня могут быть отнесены к техногенно подтопленным участкам (УГВ > 2 м). Мощность зоны аэрации за 30 лет в ряде районов города сократилась в 3 раза. При зонировании территории за основу была принята градация предложенная И.К. Гавич:

1. Зона гидравлической связи (критическая) УГВ - 0-3 м. Это селитебная зона смешанной и одноэтажной застройки на юго-западе и северо-западе города. Площадь зоны за 30 лет увеличилась на 18,4 % (рис. 3).

2. Зона гидравлической связи (опасная) УГВ - 3-5 м в центре и на западе города с промышленными объектами и многоэтажной застройкой, а также курортная зона в юго-восточной части города. Площадь зоны за 30 лет увеличилась на 2,8%.

3. Капиллярно-инфильтрационная зона (умеренно опасная) УГВ - 5-10 м на востоке и северо-востоке города. На этой территории располагаются промыш-

ленные здания, одноэтажная и многоэтажная застройка. Площадь зоны за 30 лет уменьшилась на 3,7%.

4. Инфильтрационная зона (допустимая) УГВ > 10 м. занимает примерно 16,1% городской территории. На северо-востоке города это селитебная и промышленная зоны с многоэтажной и смешанной застройкой. Площадь зоны за 30 лет уменьшилась на 17,4%.

В настоящее время фунтовые воды на территории курорта сильно загрязнены по причинам как антропогенного, так и природного характера. Антропогенное загрязнение грунтовых вод связано в первую очередь с неканализованным жилым фондом (10800 м7сут.) и изношенностью коммуникаций (потери до 30800 м3/сут.).

Полученные результаты свидетельствуют о наличии ТМ в грунтовых водах в концентрациях от 1 до 49 ПДК. Основными поллютантами являются железо, стронций, барий, алюминий, селен, марганец, фосфаты и аммоний. Грунтовые воды содержат такой опасный суперэкотоксикант, как мышьяк (до 2 ПДК).

Рис. 3. Карты динамики фунтовых вод в Кисловодске в период с 1968 по 1998 гг.

По данным экологического состояния фунтов, рек и фунтовых вод была построена карта районирования территории города Кисловодска по степени и характеру антропогенной нагрузки (рис. 4).

По активности процессов гидродинамики уровней и концентраций загрязняющих веществ ситуацию с грунтовыми водами на курорте следует рассматривать как критическую.

Анализ экологического состояния артезианских минеральных вод. Минеральная вода на курорте приурочена к верхнемеловому валанжинскому горизонту, который в Кисловодске подразделяется на два подгоризонта: верхневалан-жинский подгоризонт каптируемый ист. Нарзан; нижневаланжинский подгори-

зонт, обеспечивающий курорт Доломитным Нарзаном. Сульфатный Нарзан приурочен к титонским отложениям верхней юры./

Данные мониторинга по ист. Нарзан за многолетний период (с 1936 г.) свидетельствуют о санитарно-бактериологическом неблагополучии дренируемых им подземных вод. Количество таких анализов постепенно увеличивалось и в 90-х годах прошлого века составляло до 90% от общего их количества за год, в настоящее время доля неудовлетворительных проб выросла до 98%. Вода источника загрязнена соединениями азота, 'что указывает на антропогенное загрязнение. Данное загрязнение связано с наличием опасной зоны восточнее источника, где уровни валанжина ниже пoвepxнocfи, земли и имеет гидравлический характер связи. Время прохождения фронта подземных вод менее 400 суток, жилой фонд канализован частично. В паводковый период, когда положение уровня в грунтовом горизонте повышается, с одновременным ухудшением бактериологической обстановки, ситуация еще более обостряется. Таким образом, на сегодняшний день вода ист. Нарзан идёт, после санирования сернокислым серебром, только на ванны и не используется для питья в силу бактериологической загрязненности.

КАРТА РАЙОНИРОВАНИЯ ТЕРРИТОРИИ КИСЛОВОДСКА ПО УРОВНЮ АНТРОПОГЕННОЙ НАГРУЗКИ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

В) ЛОПуСШМЫИ УР111К.-Н1. ТНСрЯШСНИЯ

почв 2с < 16 ^ умеренно опасный уровень тцфщнення почв 7.с 16-32 ■ опасный уровень Т31 ри знення I! гс 32-128 I___1 нталнпнн величины /с п п

[——7| критическая зона подтопления -УГВ 0-3 ».

| [ наиболее тагрятпеппые у' НЗВ > 3

- ' | автомагистрали

[ клалошпе | г ' я[ промышленные предприятия

. \

Рис. 4. Карта районирования Кисловодска по степени антропогенной нагрузки

Доломитный Нарзан, представлен на курорте водой скважин 5/0 и 7, которая на сегодняшний день из-за разубоживания и неграмотной эксплуатации не удовлетворяет кондициям ГОСТ 13273-88 и Национальному стандарту на минеральные воды.

Сульфатный Нарзан также не выдерживает нормативные кондиции и является достаточно уязвимым с бактериологической точки зрения. Причина кроется в том, что основная область питания титон-валанжинского комплекса находится в южной части Кисловодска, где данные отложения выходят на поверхность, либо перекрыты маломощными четвертичными отложениями. Именно здесь расположены жилые поселки без городской канализации и животноводческие фермы, в результате чего, происходит гидравлическое взаимодействие между грунтовыми водами и поверхностными источниками загрязнения. Поллютанты не успевают сорбироваться породами либо окислиться, и попадают в нижележащие водоносные горизонты.

Таким образом, по характеру и устойчивости бактериального загрязнения минеральных вод верхнего валанжина, по степени разубоживания вод нижнева-ланжинского водоносного подгоризонта, по степени риска загрязнения титон-ского водоносного горизонта ситуацию с гидроминеральной базой на курорте следует рассматривать как критическую.

Четвертая глава «Математическая модель геофильтрации и миграции загрязненных грунтовых вод». Необходимость математического моделирования объясняется относительно высоким уровнем влияния грунтовых вод на общую экологическую ситуацию. Задачей моделирования являлся прогноз и динамика развития ореолов распространения загрязняющих веществ, возникающих в области повышенной антропогенной нагрузки. Учитывая особенности гидрогеологического строения объекта, рассматривалась однослойная плановая модель, процессы массопереноса в которой учитывали гидравлическую дисперсию и диффузию. Система дифференциальных уравнений, описывающих плоскопространственную фильтрацию и массоперенос, имеет вид:

где Н — положение статического уровня; к, И — соответственно коэффициент фильтрации и статический напор (мощность) грунтового горизонта; х, у — пространственные координаты по соответствующим осям; ц — гравитационная водоотдача; п - активная пористость горных пород; С - текущая концентрация минеральных солей или загрязняющих веществ в горизонте; С; — концентрация веществ, поступающих с инфильтрацией; Пх, Оу - суммарный коэффициент гидродинамической дисперсии и молекулярной диффузии; Ух, Уу — скорость фильтрации по плановым координатам; IVк — величина инфильтрационного питания; г - текущее время; У/?„ - член, суммарно описывающий ионный обмен и химические реакции, происходящие в системе горная порода-вода, может использоваться для учета био- или геохимических реакций.

(1),

Уравнение (1) дополняется условиями однозначности, или совокупностью начальных и граничных условий, определяемых конкретным объектом.

Решение выполнялось численными методами. Задача решалась в два этапа. На первом выстраивалась естественная поверхность зеркала грунтовых вод при нулевых значениях техногенных утечек. Искомой величиной являлась активность инфильтрационного питания в каждом блоке модели. Если инфильтрация рассчитана корректно, то «прогонка» на нестационарной модели должна (независимо от времени) показать нулевые изменения уровня подземных вод. На втором этапе решалась задача массопереноса с заданными техногенными нагрузками.

Этап 1. Учитывая, что естественный режим фильтрации является стационарным, для первого уравнения системы (1), можно записать:

- ~ ■ .....'

I Д*2

где \Ук — величина инфильтрационного питания.

1. Вся область фильтрации разбивалась равномерной сеткой с шагом по плановым координатам Ах = Ду = 100 м. На сетку была нанесена гидрографическая сеть, и принятые условия на границах модели.

2. По данным опытно-фштьтрационных исследований определялись параметры, характеризующие емкостные и фильтрационные свойства отложений.

3. Полученные расчетным путем значения Щ вводились в модель в каждый блок, и производилось моделирование при достаточно большом времени (^ = 10 лет).

Проверка результатов расчетов показала, что расхождения уровней подземных вод на момент времени ¿ = 0и/=10 лет не превышают ± 5 см, что можно рассматривать как хороший результат.

Этап 2. Далее решалась задача массопереноса. Моделировалась миграция загрязняющих веществ, поступающих в подземные воды при антропогенном воздействии. Для решения уравнения массопереноса требуется знать скорости фильтрации в каждом блоке модели. Поэтому транспортная модель связана с фильтрационной, и пространственная дискретизация транспортной модели должна точно соответствовать фильтрационной модели.

Рассматривалась модель конвективно-диффузионного массопереноса. Процессы сорбции-десорбции не учитывались (£/?„,= 0). Такое допущение дает несколько завышенные расчетные значения зоны миграции, но значительно упрощает процедуру расчета. Причем, учитывая особенности гидрогеологического строения объекта, в частности относительно большие скорости фильтрационного потока, процессы дисперсии и диффузии в данном случае имеют подчиненное значение. В этой связи параметры, характеризующие дисперсию и диффузию -коэффициент гидравлической дисперсии, может быть принят по табличным данным без ущерба для точности.

Постановка задачи следующая. Начальное распределение изучаемого З.В. по площади модели принималось равным нулю. Далее, в блоках интенсивного технического воздействия задавались расчетные значения утечек и концентрация

(2),

вещества равная 1,0. На интересующие моменты времени определялись ореолы распространения загрязняющих веществ. Рассматривались участки расположения заправочных станций, а также городские жилые массивы, не имеющие городской канализации. Схема расположения их представлена на рис. 5. Величина фактических утечек распределялась равномерно по площадям неканализованных жилых районов. Средняя величина их составляет 41,9 м3/сут./гектар. Результаты миграции З.В. на / = 20 лет представлены на рис. 6. Как следует из расчетов, за 20-летний период ореолы распространения поллютантов увеличиваются более чем в два раза в сравнении с площадями неканализованных участков. Движение поллютантов соответствует направлению потока подземных вод на северо-восток. Особенности геолого-гидрогеологического строения указывают, что особенно опасными являются неканапизованные участки, расположенные в южной зоне города, где грунтовые воды находятся в гидравлической связи с водоносными горизонтами, содержащими минеральные воды. Этим в частности объясняется стабильное бактериологическое загрязнение источника Нарзан. Существенного улучшения экологического состояния подземных вод можно достичь путем создания систематической дренажной системы с глубиной заложения коллектора на глубину 3,0 - 5,0 м.

Рис. 5. Схема расположения зон интенсивной Рис. 6. Результаты моделирования антропогенной нагрузки процессов миграции ЗВ

Пятая глава «Анализ воздействия антропогенного загрязнения на здоровье населения». По данным ВОЗ состояние здоровья населения на 25 - 30% зависит от качества окружающей среды. Причинами эколого-зависимых заболеваний являются - загрязнители окружающей среды, ксенобиотики, вредные профессии родителей, демографические и национальные аспекты. В тесной связи с загрязнением окружающей среды находятся врожденные пороки развития (ВПР), хромосомные аномалии, злокачественные новообразования, болезни органов дыхания, аллергические заболевания и ряд других.

В настоящее время установлено, что среди различных загрязняющих окружающую среду веществ свойствами нарушать эмбриогенное развитие обладают: а) бенз(а)пирен; б) ТМ (свинец, кадмий, никель); в) пыль и сажа; г) оксиды углерода, серы и азота. Повышение частоты онкологических заболеваний связывают с повышенным уровнем Аб, Сс1, Си, Мп, 8г и сульфатов.

Все перечисленные вещества определяется в воздушном бассейне, почвах и реках города, в концентрациях превышающих ПДК. Суперэкотоксиканты накапливаются в живых организмах и, передаваясь по трофическим цепям, представляют опасность не только для настоящего, но и для будущих поколений. Для данных веществ в качестве ПДК должны приниматься наиболее жесткие нормативы. На практике же ПДК наиболее опасных веществ для представителей флоры и фауны существенно (до 1000 раз) жестче нормативов разработанных для человека (табл. 5). В данной главе проанализированы особенности состояния здоровья коренного населения г. Кисловодска по эколого-зависимым заболеваниям в каждой возрастной группе.

Таблица 5.

Сравнение нормативов ПДК в различных средах для человека

_и отдельных представителей флоры и фауны__

Класс опасности Примесь (в атмосфере) Для древесных пород (ПДКЛ), мкг/м3 Для человека ГН 2.1.6.1338-03, мкг/м3 Разница концентраций, раз

II Азота диоксид 20 40 2

III Азота оксид 20 60 3

III Взвешенные вещества 50 150 3

III Серы диоксид 15 50 3,3

Класс опасности Вещество (в воде) Рыбохозяйствен-ные нормативы, мг/л Для человека ГН 2.1.5.1315-03*, мг/л Разница концентраций, раз

I Свинец 0,006 0,01 1,7

Цинк 0,01 1 100

II Медь 0,001 1 1000

Никель 0,01 0,02 2

Стронций 0,4 7 17,5

— Марганец 0,01 0,1 10

III Железо 0,1 0,3 3

Алюминий 0,04 0,2 5

ГН 2.1.5.1315-03* - нормативы распространяются на питьевую воду.

Получены следующие выводы:

• Помимо социально-экономических, биологических и природно-климатических факторов на общую заболеваемость населения оказывает влия-

ние и постоянно увеличивающаяся антропогенная нагрузка на территорию курорта.

• Полученный коэффициент корреляции г = 0,78-0,86 свидетельствует о сильной положительной связи между концентрацией в атмосфере БП и заболеваемостью у детей НО, ВПР и отклонениями от нормы различного генезиса.

• При оценке влияния различных факторов на здоровье населения необходимо учитывать минимально возможные ПДК различных загрязняющих ОС веществ.

• Наблюдается рост эколого-зависимых заболеваний у всех возрастных групп населения г. Кисловодска. За последние 5 лет соматическая заболеваемость у детей выросла на 15,4 %, подростков - 13,0 %, взрослых - 17,6 %.

• За 5 лет в Кисловодске темпы роста заболеваемости детей ВПР и онкологическими заболеваниями составили (26,3 % и 73 % соответственно) (рис. 7.). Младенческая смертность в городе выше, чем в крупных индустриальных городах вошедших в приоритетный список по уровню загрязнения атмосферы.

• Ведущее место в структуре заболеваемости детей и подростков занимают болезни органов дыхания - 58,9 %. За последние 5 лет заболеваемость органов дыхания у детей выросла на 23,8 %.

• Частота врожденных аномалий и хромосомных аберраций увеличилась практически вдвое, с 16,1 на 1000 детей в возрасте до 1 года в 2001 году, до 28,0 в 2011г.

Для интегральной оценки здоровья населения учитывались следующие показатели: рождаемость, общая смертность, младенческая смертность, общая заболеваемость, ВПР, болезни крови и щитовидной железы, психические заболевания и злокачественные новообразования. Интегральная оценка здоровья населения Кисловодска соответствует критической экологической ситуации (рис. 8).

2007 2008

2009 Годы

г НО, чел

60

I Новообразования (НО)

■Врожденные аномалии(ВПР)

Рис. 7. Динамика заболеваемости ВПР и новообразованиями у детей

■ ЦАТМОСФЕРА

РЕКИ

ЗАБОЛЕВАЕМОСТЬ

Динамика заболеваемости детей в Кисловодске Fil

Новообразования <нп| > ——

Сульфаты Ni, Sr^

Область разгрузни.

ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ

Рис. 8. Ответная реакция детского населения г. Кисловодска на деградацию окружающей среды

Шестая глава «Разработка комплекса мероприятий по стабилизации экологической ситуации в Кисловодске». Разработаны мероприятия способствующие реанимации и стабилизации экологического состояния всех сред зоны гипергенеза. Даны рекомендации по обоснованию дренажного коллектора на грунтовые воды представляющего собой регулятор прямого действия.

В заключении к диссертации приводится перечень основных научных и прикладных результатов, полученных в процессе системного анализа и математического моделирования экологического состояния зоны гипергенеза.

Публикации по теме диссертации

Журналы ВАК:

1. Атмосфера курорта - «noblesse oblige». Журнал «Экология и жизнь» № 6. - Москва, 2011 г. - С. 84-88.

2. Проблемы современного состояния гидроминеральной базы курорта Кисловодск. Журнал «Научная мысль Кавказа» № 3 - Ростов-на-Дону: ЮФУ, 2011 г.-С. 90-96.

3. Состояние поверхностных вод на урбанизированной территории (на примере курорта Кисловодск). Журнал «Водное хозяйство России» № 5 - Екатеринбург, 2011 г. - С. 62-73.

4. Состояние гидроминеральной базы курорта федерального значения Кисловодска. Журнал «Геология и разведка» № 2 - М.:МГГРУ, 2012 г. - С. 2937. (в соавторстве с Помеляйко В.И.)

5. Оценка эколого-геохимического состояния пород зоны аэрации курорта Кисловодск. Журнал «Геология и разведка» № 2 - М.:МГГРУ, 2012 г. - С. 42-48.

6. Оценка экологической ситуации на курорте Кисловодск. Журнал «Научное обозрение» № 2 - Москва, 2012 г. - С. 147-158. (в соавторстве с Помеляйко В.И.)

7. Состояние рек как индикатор экологической ситуации на курорте Кисловодск. Журнал «Вода: химия и экология» № 7 - Москва, 2012 г. - С. 103-110.

Статьи, тезисы:

8. Экологическая обстановка на курорте Кисловодск. Наука - основа инновационного развития современного общества// 1 Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием. Тольятти. Сборник докладов. - Изд-во НОУ ВПО ТФИКиП, 2010 г.- С. 281-287

9. Стратегия устойчивого развития регионов России // VI Всероссийская научно-практическая конференция. Новосибирск. Сборник докладов. Изд-во НГТУ, 2011.- С. 127-133

10. Проблемы рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды (экологические и правовые аспекты) // II Международная научно-практическая конференция 15.06-17.06.2011 г. Махачкала. Сборник докладов. - М.; Махачкала: РПА Минюста России, 2011 г. - С. 272-279.

11. Комплексная оценка состояния окружающей среды курорта Федерального значения Кисловодск. Техногенные процессы в гидролитосфере // Национальный научный форум «Нарзан-2011» 25.09 -28.09.2011 г. Кисловодск. Сборник докладов. - Пятигорск: РИА-КМВ, 2011 г. С. 75-94.

12. Экологическое состояние почв и рек на территории курорта Кисловодск. Системный синтез и прикладная синергетика (ССПС-2011) // 4-я Международная научная конференция 11.10-13.10.2011 г. Таганрог. Сборник докладов. Изд-во ТТИ ЮФУ, 2011 г.- С.273-280.

13. Математическая модель геофильтрации и миграции загрязненных грунтовых вод с целью оценки площадей загрязнения. Математическая физика и её приложения (МФП-2012) // Международная молодежная научная конференция 28.06-30.06.2012 г. Пятигорск. Сборник докладов. Изд-во СКФУ, 2012 г.-Т 3,-С. 141-148. (В пяти томах).

Помеляйко Ирина Сергеевна

СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЗОНЫ ГИПЕРГЕНЕЗА УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ

(НА ПРИМЕРЕ КУРОРТА ФЕДЕРАЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ Г. КИСЛОВОДСКА)

специальность 05.13.01 — Системный анализ, управление и обработка информации (вычислительная техника и информатика).

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано к печати 10.10.2012 г. Формат бумаги 60x84-1/16 Бумага книжно-журнмьная. Усл. печ. л. 1,39 Тираж 100 экз. Заказ № 1138

Отпечатано в типографии ООО «РИА-КМВ» 357500, г. Пятигорск, ул. Февральская, 54, тел. (8793) 33-36-56, тел. /факс 39-09-03

Введение

Глава 1. Сущность проблемы и состояние изученности

1.1. Сущность проблемы

1.1. Состояние изученности проблемы

Выводы по главе

Глава 2. Общие сведения о районе работ

2.1. Административное положение

2.2. Геоморфология

2.3. Гидрография

2.4. Климат

2.5. Геологическое строение

2.6. Гидрогеологические условия 34 Выводы по главе

Глава 3. Системный анализ состояния сред зоны гипергенеза курорта 40 Кисловодск

3.1. Экологический анализ состояния воздушного бассейна 41 Выводы по главе 3.

3.2. Экологический анализ состояния грунтов 57 Выводы по главе 3.

3.3. Экологический анализ состояния поверхностных водотоков

3.3.1. Анализ динамики сезонных концентраций поллютантов в 77 речных водах на территории города

3.3.2. Анализ фоновых концентраций веществ превышающих ПДК 81 в реках

3.3.3. Роль антропогенной нагрузки в появлении в реках повышен- 85 ных концентраций загрязняющих веществ

Выводы по главе 3.

3.4. Экологический анализ состояния грунтовых вод 95 Выводы по главе 3.

3.5. Экологический анализ состояния артезианских минеральных

Выводы по главе 3.

Глава 4. Математическая модель геофильтрации и миграции загрязнен- 118 ных грунтовых вод

4.1. Математическая постановка задачи

4.2. Граничные условия

4.3. Результаты моделирования

Выводы по главе

Глава 5. Анализ воздействия антропогенного загрязнения на здоровье 128 населения (оценка уровня «ответной реакции» населения)

5.1. Причины возникновения эколого-зависимых заболеваний

5.2. Нормативы предельно допустимых концентраций (ПДК) для 129 человека

5.3. Корреляционный и регрессионный анализы зависимости роста 134 эколого-зависимых заболеваний у детского населения г. Кисловодска от концентрации в воздухе поллютантов

5.4. Заболеваемость взрослого населения

5.5. Заболеваемость детского населения

5.6. Влияние выявленных в зоне гипергенеза г. Кисловодска за- 144 грязнителей на здоровье населения

Выводы по главе

Глава 6. Разработка мероприятий по улучшению экологической ситуа- 152 ции объекта исследования

6.1. Мероприятия по охране воздушного бассейна

6.2. Мероприятия по охране грунтов

6.3. Мероприятия по охране поверхностных водотоков

6.4. Мероприятия по охране подземных вод

6.5. Расчет дренажной системы 155 Выводы по главе

Актуальность темы. Конец ХХ-го начало ХХ1-го века время, когда экология проходит красной нитью дальнейшего развития, как отдельных предприятий, так городов, стран и континентов в целом. Человечество достигло того уровня развития, когда отрицание или просто игнорирование последствий тех-ногенеза стало чрезвычайно опасным. «Бери что хочешь, но плати за это сполна» - эта старинная испанская пословица, как нельзя более отражает взаимодействие человека и природы. Человек - единственное существо на Земле, чьи отходы хозяйственной деятельности природа не способна переработать без ущерба для экосистемы. На урбанизированных территориях существенно и не в лучшую сторону изменены все природные оболочки среды обитания. Воздушный бассейн, поверхностные и подземные воды, почва, растения - на всем лежит печать бурной деятельности человека. Чем больше людей и чем ниже уровень их развития, тем больше грязи и запустения вокруг. Мы изменяем среду обитания, хотя декларируем, что «природа знает лучше» [75] среда обитания изменяет нас, поскольку «ничто не дается даром». Изменение русел рек, «перекраивание» природных форм рельефа, сброс нечистот в поверхностные водотоки и на почвы, выбросы в атмосферу, хаотичная застройка все это приводит к деградации окружающей среды.

Нежелание человечества «платить по счетам» по отношению к природе приводит к многочисленным катаклизмам, уносящим сотни и тысячи жизней. Рост онкозаболеваний, заболеваний пищеварительного тракта и органов дыхания, рождение детей с хромосомными аберрациями и врожденными пороками развития (ВПР), рост числа инвалидов-детства вот далеко не полный перечень последствий игнорирования отдачи долгов природе. По данным Российской академии наук, в России здоровыми являются меньше четверти новорожденных, у 30 % выявлены генетические нарушения [162].

В цивилизованном мире мало осталось территорий с удовлетворительной экологической ситуацией. Статус курорта подразумевает наличие не менее двух лечебных факторов базирующихся на экологически благополучной территории, как говорится «noblesse oblige». В России не так много курортов, всего к 2010 году насчитывалось около 37 городов - курортов федерального значения [123]. Один из них - Кисловодск, входящий в состав особо охраняемого эколо-го-курортного региона РФ - Кавказские Минеральные Воды (КМВ). Лечебными факторами курорта являются уникальный климат, ландшафт (парк, занимающий около 19 % территории города) и минеральные воды Нарзан. Несмотря на режим особой охраны, в последние годы по ряду причин, экологическая ситуация на курорте ухудшилась. С целью объективной оценки состояния окружающей среды необходимо проведение системного анализа экологического состояния зоны гипергенеза курорта. Зона гипергенеза - зона сочленения литосферы, гидросферы, атмосферы, в пределах которой сформировалась биосфера в условиях относительно низких температур, низкого давления, наличия свободной воды и кислорода, что необходимо для существования сложных белковых молекул, составляющих основу жизни [4, 30, 169]. Согласно принятой в 2002 году в России экологической доктрине, в связи с постоянно растущими темпами антропогенного воздействия на природные комплексы требуется «совершенствование системы показателей, создание методологии экологического мониторинга, включая комплексную оценку состояния окружающей среды» [178]. На необходимость создания Единой региональной государственной системы комплексного экологического мониторинга (РГСКЭМ) указывает и Стратегия социально-экономического развития особо охраняемого эколого-курортного региона РФ - Кавказских Минеральных Вод принятая в 2006 году [156, 157].

Несмотря на это, на сегодняшний день, в городе контроль состояния окружающей среды заключается в разрозненном, недостаточно полном санитарно-гигиеническом мониторинге почв, атмосферы и каптированных минеральных вод.

Целью настоящего исследования является системный анализ экологического состояния зоны гипергенеза включающий оценку воздушного бассейна, поверхностных водотоков, грунтов и подземных вод. Параллельно изучалась динамика эколого-зависимых заболеваний у коренного населения. Результатом исследований являлось определение качества каждой из сред обитания и их пригодности для обитания населения.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Эколого-аналитическая оценка состояния воздушного бассейна, почв, поверхностных и подземных вод г. Кисловодска.

2. Усовершенствована методика проведения мониторинга малых рек и грунтов с учетом специфики города-курорта.

3. Исследовано экологическое состояние функциональных зон города Кисловодска, выявлены основные ксенобиотики в воздухе, реках, грунтах и подземных водах.

4. Выполнено моделирование геофильтрации и миграции грунтовых вод.

5. Сформирован кадастр источников антропогенного загрязнения городской среды с нанесением их на карту города.

6. Проведена оценка «ответной реакции» населения на антропогенное загрязнение среды обитания. Проанализировано влияние поллютантов присутствующих в зоне гипергенеза города на здоровье населения.

7. Разработаны мероприятий по стабилизации экологической обстановки на курорте.

Научная новизна работы:

1. Впервые в г. Кисловодске осуществлен системный анализ включающий исследование антропогенного загрязнения всех природных сред зоны гипергенеза (воздушной, водной, геологической) с выявлением источников поступления в них поллютантов.

2. Обоснованы критерии выбора предельно допустимых концентраций (ПДК) загрязняющих веществ для города-курорта федерального значения.

3. Усовершенствованы методики проведения мониторинга воздушного бассейна, рек и грунтов курортного региона, определены индексы загрязнения атмосферы (ИЗА), вод горных рек (ИЗВ), рассчитаны лимитирующие показатели вредности (ЛПВ) и суммарные показатели загрязнения грунтов курорта.

4. На основе выполненных анализов природных сред оценена экологическая ситуация всех сред зоны гипергенеза и степень экологического риска для населения.

5. Построена математическая модель геофильтрации и миграции грунтовых вод

6. Обоснован комплекс приоритетных мер по оздоровлению городской среды и улучшению качества основных курортообразующих факторов.

Теоретическая значимость работы. Разработаны методики системного анализа экологического состояния зоны гипергенеза урбанизированной территории. Как упоминалось выше согласно Стратегии социально-экономического развития КМВ принятой в 2006 г. «необходимо создание системы комплексного экологического мониторинга». Полученные в результате проведенных работ данные представляют интерес с точки зрения методов комплексного мониторинга городов-курортов и могут входить в РГСКЭМ. Собранные и проанализированные автором данные дополняют и расширяют сведения о состоянии окружающей среды в настоящее время и дают ретроспективу прошлых лет. Проведенное моделирование территории города позволяет выделить наиболее неблагоприятные участки и разработать мероприятия по их реабилитации и как следствие, сохранению курортного статуса.

Практическая значимость работы. Результаты исследований могут быть использованы природоохранными службами и проектными организациями на других аналогичных курортных регионах, при проведении мероприятий по улучшению качества городской среды обитания, а также в процессе разработки генерального плана города с целью снижения экологического риска для населения. Кроме того полученные данные могут лечь в основу экологического паспорта города. Разработанные подходы моделирования геофильтрации на урбанизированной территории, могут быть использованы природоохранными ведомствами при изучении условий и факторов формирования участков экологического риска других населенных пунктов.

Личное участие автора. Автором самостоятельно поставлены цель и задачи исследования, разработана методика проведения мониторинга, собран, обработан и проанализирован экспериментальный материал, на основе которого проведен системный анализ экологической ситуации сложившейся на курорте. Собрана и систематизирована ретроспективная информация состояния ку-рортообразующих сред (атмосфера, подземные воды) за длительный период. Собраны и проанализированы данные заболеваемости населения города, оценена ответная реакция жителей на ухудшение качества среды обитания. Построена математическая модель геофильтрации грунтовых вод. На основе собранной информации автором разработаны мероприятия по реабилитации и улучшению экологической ситуации в городе.

Апробация работы. Результаты работы использовались при оценке эксплуатационных запасов минеральных вод Березовского и Центрального участков Кисловодского месторождения лечебных минеральных углекислых вод (протокол Государственной комиссии по запасам полезных ископаемых РФ № 827 от 20.04.2002 г., протокол ГКЗ РФ № 1442 от 31.08.2007 г.). Результаты исследования доложены на I Всероссийской научно - практической конференции с международным участием «Наука-основа инновационного развития современного общества» (Тольятти, 2010); на IV Всероссийской научно - практической конференции «Стратегия устойчивого развития регионов России» (Новосибирск, 2011); на II Международной научно - практической конференции

Проблемы рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды (экологические и правовые аспекты)» (Махачкала, 2011); на Национальном научном форуме «Нарзан-2011» «Техногенные процессы в гидролитосфере (идентификация, диагностика, прогноз, управление)» (Кисловодск, 2011); на IV Международной научной конференции «Системный синтез и прикладная синергетика» (Пятигорск, 2011); на Международной молодежной научной конференции «Математическая физика и её приложения» (Пятигорск, 2012).

Публикация результатов исследования. По теме диссертации опубликовано 13 научных работ, в том числе 7 работ - в ведущих рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Положения, выносимые на защиту.

1. Совершенствование методики системного подхода к оценке экологической ситуации объекта исследования. Оценка экологической ситуации в г. Кисловодске по всем средам.

2. Оценка ответной реакции населения на экологическую ситуацию, сложившуюся на курорте.

3. Разработка математической модели геофильтрации и миграции подземных вод верхней гидродинамической зоны. Оценка масштабов площадного загрязнения грунтовых вод.

4. Обоснование критериев выбора ПДК для отдельных сред (атмосфера, поверхностные и грунтовые воды) зоны гипергенеза.

5. Разработка комплекса мероприятий способствующих улучшению экологической ситуации в г. Кисловодске, для снижения экологического риска для местного населения и рекреантов и поддержания статуса круглогодичного бальнеологического и климатического курорта федерального значения. и

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 179 страницах компьютерного текста и состоит из введения, 6 глав, заключения, библиографического указателя, включающего 178 источников, в том числе 3 иностранных автора. Диссертация иллюстрирована 33 таблицами и 68 рисунками. В дополнение к основной работе оформлено 6 приложений.

Выводы по главе 6.

Улучшение экологической ситуации в Кисловодске, возможно с помощью ряда мероприятий изложенных выше. Кроме того необходимо принятие ряда неотложных мер:

1. Расширение сети наблюдательных станций и постов наблюдений за всеми природными средами. Увеличение количества замеров и числа определяемых загрязняющих веществ.

2. Выполнение предписаний существующих нормативов и разработка новых, соответствующих статусу курорта федерального значения.

3. Снятие или перераспределение антропогенной нагрузки на территорию города-курорта.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В начале XIX века Ж.-Б. Ламарк, основатель эволюционного учения в биологии писал: «Можно, пожалуй, сказать, что назначение человека как бы заключается в том, чтобы уничтожить свой род, предварительно сделав земной шар непригодным для обитания» [86]. Русский академик Д.С. Лихачёв в конце XX века возвёл эту мрачную перспективу в ранг необходимости: «.техническая культура уже зашла в такую стадию, когда она перестаёт быть управляемой, она начинает пожирать сама себя, и природа начинает пожираться ею независимо даже от желания человека: это вызывается необходимостью» [48]. Выдающийся американский эколог Барри Коммонера, в 1974 году предрекал: «Загрязнение окружающей среды - это сигнал о том, что наш способ использования естественных ресурсов вносит чудовищную дезорганизацию в природу как таковую. Загрязнение это предостерегающий глас Земли, сигнал тревоги, которому мы должны внять, если хотим выжить» [75]. Таким образом, проблема антагонизма «человек-природа» имеет 200 летнюю историю, приобретая с каждым годом всё большие масштабы и остроту.

Давно известно, что каждый биологический вид (и человек тут не исключение) может жить в довольно узких рамках той среды, к которой он генетически приспособлен. Если среда жизни изменяется быстрее, чем может наступить адаптация или трансформация вида, организм неизбежно умирает. Обычно вначале снижается иммунитет, возникает эволюционная «апатия», распространяются новые, ранее неведомые заболевания и становится не ясно «будет ли вообще существовать мир людей в мире природы и каким будет это соотношение» [141].

Кисловодск - одна из лучших здравниц России. Город возник и существует благодаря источникам минеральных вод. Это то, чем Кисловодск отличается от Сыктывкара, Урюпинска, Норильска и сотен других городов России. Поэтому отношение к экологии здесь должно быть особенно трепетным. Ухудшение экологической ситуации приведет к потере статуса, что в свою очередь лишит работы большую часть населения и как следствие сделает город «мертвым», либо низведет в разряд малого провинциального городка. Потеря кондиций ряда природных сред (атмосфера, подземная гидросфера) уже в настоящее время органолептически заметна большинству приезжающих на лечение рекреантов. Заболеваемость злокачественными новообразованиями в городе из года в год значительна выше, чем в среднем по краю. Отмечается постоянный рост ВПР у детей.

В идеале в основу концепции развития курорта федерального значения должен быть положен тезис о приоритетности сохранения уникальных природных данных Кисловодска: чистого воздуха, минеральной воды и парка, которым нет аналогов в мире. Статус курорта подразумевает наличие определенной экологической комфортности проживания. Причем экологическая комфортность подразумевает чистоту всех природных сред. Невозможно сохранение кондиций минеральных вод - визитной карточки курорта - без чистой атмосферы, почв, рек, грунтовых вод. В действительности, на сегодняшний день, несмотря на режим особой охраны по ряду причин экологическая ситуация на курорте ухудшилась.

С целью оценки реальной ситуации в городе, в рамках данной работы был выполнен системный анализ экологического состояния зоны гипергенеза Кисловодска. Системный анализ является эффективным методом изучения экологического состояния природных сред. Ценность системного подхода состоит в том, что создает основу для логического и последовательного подхода к проблеме и выработке путей её решения.

Были исследованы атмосфера, поверхностная и подземная гидросфера, педосфера и ноосфера города-курорта. Полученные результаты свидетельствуют о достаточно сильном загрязнении всех природных сред. Данные мониторинга ОС Кисловодска по ряду поллютантов соответствуют крупным индустриальным городам Москве, Ставрополю и др. Состояние таких природных оболочек, как - атмосфера, педосфера, поверхностная гидросфера соответствует напряженной экологической ситуации. Состояние грунтовых вод и интетральная оценка состояния здоровья коренного населения соответствуют критической экологической ситуации.

Полученные данные совпадают с результатами проведенных в 2007-2009 годах исследований биосферы Кисловодска. В данной работе [94] её автором Мандра Ю.А. в целях оценки состояния окружающей среды Кисловодска использовались растения различных таксонов. Полученные различными фитоин-дикационными методами данные свидетельствуют, что состояние биосферы города соответствует напряженной экологической ситуации.

В результате проведенного исследования было установлено, что в воздушном бассейне Кисловодска регулярно присутствует углеводород 1 -го класса опасности - бенз(а)пирен. В почвах, реках и грунтовых водах города содержатся суперэкотоксиканты и тяжелые металлы такие как - Сё, РЬ, Аб, Ъа, N1, Мп, Си. Ионы металлов, попадая в организм, действуют на ферменты, подавляя их активность и вызывая тяжелые неврологические последствия. Опасность тяжелых металлов заключается и в том, что они способны к биоаккумуляции. Поступая с пищей и водой, металлы накапливаются в организме как в фильтре. Организм не может освободиться от тяжелых металлов, так как они связываются с белками. Ситуацию осложняют синергические эффекты. Тяжелые металлы редко встречаются отдельно друг от друга, а два или более ядов вместе дают эффект во много раз превосходящий сумму действий каждого из них [145]. Сочетаясь вместе и поступая в организм, они ослабляют иммунную систему, и человек становится более подверженным воздействию инфекций и паразитов.

Выполненное математическое моделирование геофильтрации и миграции загрязненных грунтовых позволило определить, что за 20-ти летний период ореолы распространения поллютантов от АЗС и неканализованных районов увеличатся более чем в два раза. Причем в южной части города, где грунтовые воды находятся в гидравлической связи с водоносными горизонтами, может произойти бактериологическое и химическое загрязнение минеральных вод.

Приведены данные о росте эколого-зависимых заболеваний у всех возрастных групп населения Кисловодска. Показатель младенческой смертности в

2009 году составил - 8,4 при биологическом минимуме 2-3 на 1000 детей. Причинами младенческой смертности являются заболевания перинатального периода и ВПР, на их долю приходится более 70 % всех случаев смерти детей первого года жизни [109]. Ведущее место в структуре заболеваемости детей и подростков занимают болезни органов дыхания - 58,9 %. За последние 5 лет в Кисловодске темпы роста заболеваемости детей ВПР составили 26,3 %, онкологическими заболеваниями - 73 %. Число детей-инвалидов за данный период выросло на 14,8 %. Установлены прямые, достоверные связи между концентрациями в ОС - БП, NO, СО, ТМ и увеличением числа злокачественных заболеваний и ВПР у населения.

Кроме того в диссертации затрагивается вопрос об ужесточении нормативов ПДК. На сегодняшний день ПДК веществ 1-2 класса опасности, разработанные для отдельных представителей флоры и фауны существенно (до 1000 раз) жестче нормативов разработанных для человека.

Итогом выполненных исследований явилось обоснование комплекса мероприятий по методике проведения мониторинга сред зоны гипергенеза. Предложен ряд мероприятий отдельно по каждой из природных сред выполнение, которых улучшит состояние ОС курорта и постепенно нормализует экологическую ситуацию в городе. В качестве управления негативным процессом подтопления городской территории рассчитана система дренажных коллекторов, которые предполагается заложить в наиболее неблагополучных с УГВ 0-3 м районах города.

Резюмируя результаты работы можно сказать, что состояние всех сред зоны гипергенеза курорта Кисловодск имеет тенденцию к ухудшению и может достичь порога, когда город полностью лишится статуса одной из лучших здравниц. В конечном итоге «Если воздухом нельзя дышать, воду нельзя пить, а пищу нельзя есть, то все социальные проблемы теряют свой смысл» [177].

1. Авцын А.П. Биогеохимические эндемии (микроэлементозы) человека/ А.П. Авцын, A.A. Жаворонков. СПб.: Гиппократ, 1993. С. 194-212.

2. Алексеев C.B. Экология человека. М.: ГОУ ВУНМЦ МЗ РФ, 2001. 639с.

3. Алексеева Л.В. Особо охраняемые природные территории: реальность, проблемы, перспективы / Л.В. Алексеева, Ю.Д. Нухилеовская, Н.Ф. Геймере // Журн. Природа. 1983. № 8. С. 34-43.

4. Алексеенко В.А. Экологическая геохимия: Учебник. М.: Логос, 2000.627 с.

5. Афанасьев Ю.А. Мониторинг и методы контроля окружающей среды / Ю.А. Афанасьев, A.C. Фомин. М.: Изд-во МНЭПУ, 1998. 208 с.

6. Баженова Л.Н. Органические суперэкотоксиканты. Аналитический аспект: Курс лекций. Екатеринбург. Изд-во Уральский гос. универ. им. Горького, 2007. 261 с.

7. Барабошкина Т.А. Методические аспекты эколого-геохимических исследований / Т.А. Барабошкина, В.В. Ермаков, С.А. Рустамбекова // Ломоносовские чтения 2000. М.: МГУ, 2000. С. 54-59.

8. Безуглая Э.Ю. Воздух городов и его изменения / Э.Ю. Безуглая, И.В. Смирнова. СПб.: Астерион, 2008. 254 с.

9. Биндеман H.H. Оценка эксплуатационных запасов подземных вод. М.: Госгеолтехиздат,1963. 203 с.

10. Борзунова Е.А. Оценка влияния качества питьевой воды на здоровье населения / Е.А. Борзунова, C.B. Кузьмин, P.JT. Акрамов, E.JI. Киямова // Журн. Гигиена и санитария. 2007. №3. С. 32-34.

11. Бочаров B.JT. Некоторые приемы статистической обработки материалов при экологических исследованиях / B.JI. Бочаров, Ю.В. Иванов, В.А. Бурляев // Вестн. Воронеж, гос. ун-та. Сер.: Геология. Воронеж: Изд-во ВГУ. 1998. Вып. 6. С. 168-173.

12. Бочевер Ф.М. Защита подземных вод от загрязнения / Ф.М. Бочевер, H.H. Лапшин, А.Е. Орадовская. М.: Недра, 1979. 254 с.

13. Брукс P.P. Загрязнение микроэлементами // Химия окружающей среды. М.: Химия, 1982. С.371- 413.

14. Буренин Н.С. Рекомендации по установлению величин нормативов ПДВ для предприятий Байкальского региона / Н.С. Буренин, B.C. Елисеев, Р.И. Оникул. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. С. 113-119.

15. Буренин Н.С. Методическое пособие по расчету, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух. СПБ.: Асте-рион, 2005. 185 с.

16. Вартанян Г.С. Месторождение углекислых вод горно-складчатых областей. М.: Недра, 1977. 286 с.

17. Веницианов Е.В. Экологический мониторинг: шаг за шагом. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2003. 252 с.

18. Вернадский В.И. Начало и вечность жизни. М.: Советская Россия, 1989. 704 с.

19. Владимиров В.В. Город и ландшафт. М.: Мысль, 1986. 237 с.

20. Воейков А.И. Климат Кисловодска в зимнее полугодие и сравнение его с другими климатолечебными местами. СПб., 1910.

21. Володкевич И.И. Современное состояние гидроминеральной базы КМВ и возможности её увеличения в ближайшем будущем / Тр. Научно-иссл. бальнеол. ин-та на КМВ. Т. XXIII—XXV. Пятигорск, 1946.

22. Гавич И.К. Основы гидрогеологической стратификации и обработки информации. М.: Изд-во МГРИ, 1982. 79 с.

23. Гавич И.К. Речной гидролитосферный бассейн объект гидрогеологического картирования // Тез. докл. конференции научно-преподавательского состава «Новые достижения в науках о Земле». М.: МГГА, 1993, С. 21-26.

24. Гавришин А. И. Локальный мониторинг урбанизированной геологической среды / А.И. Гавришин, Л.И. Бондарева, В.А. Васильченко. Новочеркасск. Изд-во «Набла», 1998. 109 с.

25. Гавришин А.И. Оценка и контроль качества геохимической информации. М.: Недра, 1980. 287 с.

26. Гальперин A.M. Техногенные массивы и охрана окружающей среды / A.M. Гальперин, В. Ферстер, Х.-Ю. Шеф. М.: Изд-во МГУ, 1997. 534 с

27. Генеральный план города Ессентуки: В 2-х т. М.: ОАО «Гипрогор»,2009.

28. Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. М.: Высш. шк, 1988. 328 с.

29. Голубев Г.И. Геоэкология. М.: Изд-во ГЕОС, 1999. 338 с.

30. Гольдберг В.М. Гидрогеологические основы охраны подземных вод от истощения / В.М. Гольдберг, С. Газда. М.: Недра, 1984. 261 с.

31. ГН 2.1.7.2042-06. Ориентировочно-допустимые концентрации (ОДК) химических веществ в почве. М.: Изд-во стандартов, 2006. 7 с.

32. ГН 2.1.7.2041-06. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве. М.: Изд-во стандартов, 2006. 5 с.

33. ГН 2.1.5.1315-03. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. М.: Минздрав РФ, 2003.

34. ГН 2.1.6.1338-03. Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. М.: Минздрав РФ, 2003.

35. ГН 2.1.6.1983-05. Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. М.: Минздрав России, 2006.

36. Горшков М.В. Экологический мониторинг. Владивосток: Изд-во ТГЭУ, 2010. 313 с.

37. Горшков С.П. Концептуальные основы геоэкологии. Смоленск: Изд-во СГУ, 1998.447 с.

38. ГОСТ 13273-88. Воды минеральные питьевые лечебные и лечебно-столовые. Технические условия. М.: ИПК Издательство стандартов, 2003. 40 с.

39. ГОСТ 17.2.3.02-78. Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями. М.: ИПК Издательство стандартов, 1978. 11 с.

40. ГОСТ Р 54316-2011. Национальный стандарт. Воды минеральные природные питьевые. М.: Стандартинформ, 2011. 41 с.

41. ГОСТ 17.4.3.01-83. Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб. М.: Изд-во стандартов, 1983. 3 с.

42. ГОСТ 17.4.3.03-85. Охрана природы. Почвы. Общие требования к методам определения загрязняющих веществ. М.: Изд-во стандартов, 1987. 3 с.

43. ГОСТ 17.4.4.02-84. Охрана природы. Почва. Методы отбора и подготовки проб почвы для химического, бактериологического и гельминтологического анализа. М.: Изд-во стандартов, 1984. 6 с.

44. ГОСТ 17.4.3.06-86. Охрана природы. Почвы. Общие требования к классификации почв по влиянию на них химических загрязняющих веществ. М.: Изд-во стандартов, 1986. 3 с.

45. ГОСТ 27593-88. Почвы. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1988. 5 с.

46. Данилов-Данильян В.И. Окружающая среда между прошлым и будущим: мир и Россия (опыт эколого-экономического анализа) / В.И. Данилов-Данильян, В.Г. Горшков, Ю.М. Арский, К.С. Лосев. М.: ВИНИТИ, 1994. 134 с.

47. Дементьева Д.М. Районирование территории Ставропольского края по показателям состояния здоровья населения / Д.М. Дементьева, И.Н. Бобровский // Журн. Современные наукоемкие технологии. 2010. № 2. С. 81-82.

48. Дементьева Д.М. Динамика экологозависимых заболеваний на территории Ставропольского края // Тез. докл. ХЬУ научно-практической конференции «Гигиена, организация здравоохранения и профпатология. Новокузнецк: 2010, С. 157-168.

49. Де Уист Р. Гидрогеология с основами гидрологии суши. М.: Мир, 1969. 311 с.

50. Дмитриев М.Т. Санитарно химический анализ загрязняющих веществ в окружающей среде / М.Т. Дмитриев, Н.И. Казнина, И.А. Пинигина. Справочник. М.: Химия, 1989. 368 с.

51. Ежегодник состояние загрязнения атмосферы в городах на территории России за 2007 год / Под ред. доктора географ, наук Э.Ю. Безуглой. СПб.: ЦНИТ «Астерион», 2009. 198 с.

52. Ежегодник состояние загрязнения атмосферы в городах на территории России за 2008 год / Под ред. доктора географ, наук Э.Ю. Безуглой. СПб.: ЦНИТ «Астерион», 2009. 222 с.

53. Ежегодник состояние загрязнения атмосферы в городах на территории России за 2009 год / Под ред. доктора географ, наук Э.Ю. Безуглой. СПб.: ООО «Д Арт», 2010. 202 с.

54. Ежегодник состояние загрязнения атмосферы в городах на территории России за 2010 год / Под ред. доктора географ, наук Э.Ю. Безуглой. СПб.: ООО «Д Арт», 2011. 224с.

55. Епринцев С.А. Формирование зон экологического риска в промыш-ленно-развитом городе (на примере г. Воронежа). Автореф. дис. канд. географических наук. Воронеж, 2007. 23 с.

56. Захаров В.М. Здоровье среды: практика оценки /А.Т. Чубинишвили, С.Г. Дмитриев, A.C. Баранов. М.: Центр экологической политики России, 2000. 352 с.

57. Захаров С.А. Курс почвоведения. М.: Гос. изд-во, 1931. 550 с.

58. Ильин В.Б. Микроэлементы и тяжелые металлы в почвах и растениях Новосибирской области / В.Б. Ильин, А.И. Сысо. Монография. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2001. 229 с.

59. Иовдальский A.A. Сводный отчет о разведке и гидрогеологических работах на Кисловодском курорте в 1949-1955 годах: В 10 т. / A.A. Иовдальский, Д.М. Новичихин. Кисловодск, 1957.

60. Иовдальский A.A. Временная технологическая схема (проект) разработки Березовского участка Кисловодского месторождения лечебных минеральных вод / A.A. Иовдальский, Д.М. Новичихин. Ессентуки, 1968. 187 с.

61. Кавказские Минеральные Воды / Под ред. В.В. Иванова. М.: ВНИИ КиФ, 1972. Т. XXI. 159 с.

62. Калицун В.И. Основы гидравлики, водоснабжения и канализации / В.И. Калицун, B.C. Кедров, Ю.М. Ласков, П.В. Сафронов. М: Изд-во Литературы по строительству, 1972. 384 с.

63. Келлер A.A. Медицинская экология / A.A. Келлер, В.И. Кувакин. СПб.: Петроградский и К, 1998. 256 с.

64. Кику П. Ф. Социально-гигиенический анализ влияния факторов среды обитания на распространение экологозависимых заболеваний / П. Ф. Кику, Т. В. Горборукова//Бюллетень СО РАМН, 2010. Том 30. № 1. С. 31-35.

65. Климентов П.П. Методика гидрогеологических исследований / П.П. Климентов, В.М. Кононов. М.: Высшая школа, 1989. 447 с.

66. Клинская Е.О. Содержание свинца, цинка, никеля и кадмия в почвах города Биробиджана и оценка их влияния на здоровье населения // Журн. Землепользование. 2010. С. 1027-1031.

67. Ковальский В.В. Геохимическая экология. М.: Наука, 1994. 280 с

68. Коммонер Б. Замыкающийся круг. Л.: Гидрометеоиздат, 1974. 269 с.

69. Комаров И.С. Многомерный статистический анализ в инженерной геологии / И.С. Комаров, Н.М. Хайме, А.П. Бабенышев. М.: Недра, 1976. 200 с.

70. Косинова И.И. Методика эколого-геохимических, эколого-геофи-зических исследований и рационального недропользования: учебн. пособие/ И.И. Косинова, В.А. Богословский, В.А. Бударина. Воронеж: Изд-во ВГУ, 2004. 281 с.

71. Косинова И.И. Эколого-геологический мониторинг техногенно нагруженных территорий / И.И. Косинова, В.В. Ильяш, А.Е. Косинов. Воронеж: Изд-во ВГУ, 2006. 104 с.

72. Кочуров Б.И. География экологических ситуаций (экодиагностика территорий). Т.: ИГ РАН, 1997. 156 с.

73. Кочуров Б.И. Геоэкология: экодиагностика и эколого-хозяйственный баланс территорий. Смоленск: СГУ, 1999. 154 с.

74. Кочуров Б.И. Экодиагностика и сбалансированное развитие. М.: Наука, 2003. 384 с.

75. Кузнецов P.C. Инженерно-геологическое обоснование градостроительной деятельности на территории г. Кисловодска. Автореф. дис. канд. геол-мин. наук. М., 2009. 21 с.

76. Куликов Г.В. Минеральные лечебные воды СССР / Г.В. Куликов, A.B. Жевлаков, С.С. Бондаренко. М.: Недра, 1991. 400 с.

77. Куролап Н.С. Медико-экологические аспекты оценки комфортности городской среды / Н.С. Куролап, Н.Т. Барвитенко // Геоэкологические проблемы устойчивого развития городской среды. Воронеж, Изд-во ВГУ, 1996. С. 154-156.

78. Ламарк Ж. Б. Аналитическая система положительных знаний человека //Избранные произведения: В 2 т. М.: ИЛ, 1959. Т. 2. С. 442.

79. Лисенков А.Б. Опыт решения неформальных задач в экогидрогеологии. М.: Геоинформмарк, 1993. 136 с.

80. Лукнер Л. Моделирование геофильтрации / Л. Лукнер, В.М. Шеста-ков. М.: Недра, 1976. 408с.

81. Лукнер Л. Моделирование миграции подземных вод / Л. Лукнер, В. М. Шестаков. М.: Недра, 1986. 208с.

82. Майстренко В.Н. Эколого-аналитический мониторинг суперэкоток-сикантов / В.Н. Майстренко, Р.З. Хамитов, Г.К. Будников. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004. С.5, 45-52

83. Малков A.B. Переоценка эксплуатационных запасов минеральных вод Березовского участка Кисловодского месторождения по состоянию на 2002 г.: В 3 т. /A.B. Малков, Н.В. Фисун, И.С. Помеляйко. Кисловодск, 2002.

84. Малков A.B. Оценка эксплуатационных запасов минеральных вод Северного участка Кисловодского месторождения по состоянию на 2005 г.: Отчет в 3 т. / A.B. Малков, И.М. Першин, И.С. Помеляйко. Кисловодск, 2006.

85. Малхазова С.М. Медико-географический подход к оценке кризисных экологических ситуаций / С.М. Малхазова, B.C. Тикунов. М.: География (Программы «Университеты России»), 1993. С. 171-181.

86. Мандра Ю.А. Растения как индикаторы экологического состояния среды курортного региона (на примере города Кисловодска). Автореф. дис. канд. биол. наук. М.: МГУ, 2010. С. 16-18.

87. Мартиросов П. Г. Курорт Кисловодск угрозы существования мировой здравницы // Огни КМВ. 2011. № 33. С. 7-8.

88. Мартиросов П. Г. Кисловодск: так много дано, так мало осталось // Ставропольская правда. 9 декабря 2009. С. 3-4.

89. Методические рекомендации по геохимической оценке загрязнения территорий городов химическими элементами. М.: ИМГРЭ, 1982. 112 с.

90. Методы охраны подземных вод от загрязнения и истощения / Под. ред. проф. И.К. Гавич. М.: Недра, 1985. 320 с.

91. Мониторинг качества атмосферного воздуха для оценки воздействия на здоровье человека // Региональные публикации ВОЗ, Европейская серия,2001. № 85. 293 с.

92. Мосин О.В. Проблемы экологического права и экологическая ситуация в России.// Охрана природы. Экология. URL: http://www.yurclub.ru/docs/ ecology/ articlel4.html (дата обращения 13.12.2011).

93. МУ 2.1.7.730-99. Методические указания. Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест. М.: Минздрав России, 1999. 20 с.

94. Мякота З.А. Отчет о доразведке углекислых минеральных вод Северной части Кисловодского месторождения: В 2 т. Пятигорск, 1985.

95. Нелюбин А.И. Полное историческое, медико-топографическое, физико-химическое и врачебное описание Кавказских минеральных Вод: В 2 кн. СПб.: Типография Медицинского Департамента Министерства внутренних Дел, 1825.

96. Овчинников A.M. Минеральные воды. М.: Госгеолтехиздат, 1963.375 с.

97. Овчинников A.M. Гидрогеохимия. М.: Недра, 1970. 200 с.

98. Огильви А.Н. Минеральные источники района Кавказских Минеральных Вод и их происхождение. Пятигорск, Севкавгиз, 1935. 72 с.

99. О положении детей в Ставропольском крае за 2010 год: Доклад / Министерство труда и социальной защиты населения Ставропольского края. Ставрополь: Парадокс, 2011. С. 4-5.

100. О санитарно-эпидемиологической обстановке в Ставропольском крае в 2005-2011 годах: Государственный доклад / ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Ставропольском крае». Ставрополь, 2012.

101. О состоянии окружающей среды и природопользовании в Ставропольском крае в 2005 году: Сборник / Министерство природных ресурсов и охраны окружающей среды Ставропольского края. Ставрополь: Парадокс, 2006. С. 104-109.

102. О состоянии окружающей среды и природопользовании в Ставропольском крае в 2006 году: Сборник / Министерство .природных ресурсов и охраны окружающей среды Ставропольского края. Ставрополь: Парадокс, 2007. 136 с.

103. О состоянии окружающей среды и природопользовании в Ставропольском крае в 2007 году: Сборник / Министерство природных ресурсов и охраны окружающей среды Ставропольского края. Ставрополь: Парадокс, 2008. С. 70-82.

104. О состоянии окружающей среды и природопользовании в Ставропольском крае в 2008 году: Сборник / Министерство природных ресурсов и охраны окружающей среды Ставропольского края. Ставрополь: Парадокс, 2009. С. 60-68.

105. О состоянии окружающей среды и природопользовании в Ставропольском крае в 2009 году: Сборник / Министерство природных ресурсов и охраны окужающей среды Ставропольского края. Ставрополь: Парадокс, 2010. С. 158-175.

106. Отчет о деятельности Министерства здравоохранения и социального развития РФ за 2010 год. URL: http://www.minzdravsoc.ru/docs/ mzsr/otchety/ 1/MinZdrav annual08.pdf (дата обращения 17.04.2012).

107. Оценка степени загрязнения почв химическими веществами. Ч. Тяжелые металлы и пестициды. М.: Минприроды РФ, 1982.

108. Ошеровский Л.Я. Кисловодск как горная климатолечебная станция. Пятигорск: Электропечатня Г. Сукиасянца, 1913. 114 с.

109. Пантелеев И.Я. Углекислые минеральные воды Северного Кавказа. М.: Изд-во АН СССР, 1963. 190 с.

110. Патюта М.Б. Интегральная оценка здоровья населения КМВ. Ставропольский государственный университет (СГУ). Ставрополь. URL: http://conf. stavsu.ru/WordDocs/96.doc (дата обращения 1.06.2012).

111. Перельман А.И. Геохимия эпигенетических процессов (зона гипер-генеза). М.: Недра, 1968. 330 с.

112. Перельман А.И. Геохимия. М.: Высшая школа, 1989. 528 с.

113. Перечень городов-курортов России федерального значения //Министерство спорта, туризма и молодежной политики РФ. URL: http://tourism.minstm.gov.ru/25/894.shtml (дата обращения 17.10.2011).

114. Першин И.М. Синтез систем с распределенными параметрами. Пятигорск: Изд-во РИА-КМВ, 2002. 212с.

115. Першин И.М. Анализ и синтез систем с распределенными параметрами. Пятигорск: Изд-во РИА-КМВ, 2007. 244 с.

116. Поволоцкая Н.П. Природные лечебные ресурсы региона Кавказских Минеральных Вод: состояние и перспектива развития курортной отрасли / Н.П. Поволоцкая, А.Р. Шемякина // Научно- информационный журнал «Курортные ведомости», 2006. С. 3-9.

117. Погожев П.И. Кисловодск и его источник Нарзан. СПб., 1873. 334с.

118. Погорельский Н.С. Углекислые воды большого района Кавказских минеральных вод. Ставрополь: Ставропольское книжное издательство, 1973. 390 с.

119. Положения о территориальном планировании городского округа города-курорта Кисловодска: Пояснительная записка /ОАО « Гипрогор». Руководитель М.Ю. Грудинин. М., 2010. 87 с.

120. Помеляйко И.С. Проблемы современного состояния гидроминеральной базы курорта Кисловодск // Журн. Научная мысль Кавказа. 2011. № 3. С. 90-96.

121. Помеляйко И.С. Оценка эколого-геохимического состояния пород зоны аэрации курорта Кисловодск // Журн. Геология и разведка. 2012. № 2. С. 42-48.

122. Потапов А. И. Здоровье населения и проблемы гигиенической безопасности / А. И. Потапов, И. Л. Винокур, Р. С. Гильденскольд. М.: Медицина, 2006. 236 с.

123. Потапов И.И. Рельеф, геологическое строение и полезные ископаемые Северо-Кавказского экономического района / И.И. Потапов, И.Н. Сафро-нов. Ростов-на-Дону: РГУ, 1985. 154 с.

124. Почвы Москвы // Федеральный портал РФ. URL: http://www. pro-town.ru/russia/city/articles/2866.html (дата обращения 11.11.2011)

125. Приказ № 20. Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов ПДК вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения. М.: Федеральное агентство по рыболовству, 2010. 214 с.

126. Протокол № 1587. Рассмотрение материалов переоценки эксплуатационных запасов лечебных минеральных вод Кисловодского месторождения. Москва: ГКЗ Минприроды России, 1957. 30 с.

127. Протокол № 188. Рассмотрение материалов переоценки эксплуатационных запасов лечебных минеральных вод Кисловодского месторождения. Москва: ГКЗ Минприроды России, 1993. 25 с.

128. Прохоров Б.Б. Медико-экологическое районирование и региональный прогноз здоровья населения России. М: Изд-во МНЭПУ, 1996. 72 с.

129. Прохоров Б.Б. Прикладная антропоэкология. М.: Изд-во МНЭПУ, 1998. 312 с.

130. Реймерс Н.Ф. Надежды на выживание человечества: Концептуальная экология. М.: ИЦ «Россия Молодая», 1992. 345 с.

131. Реймерс Н.Ф. Особо охраняемые природные территории. / Н.Ф. Реймерс, Ф.Р. Штильмарк. М.: Мысль, 1978. 296 с.

132. Ривман О.И. Отчет о детальной доразведке Кисловодского месторождения углекислых вод: В 2-х томах. Пятигорск, 1981.

133. Романов М.Ф. Математические модели в экологии / М.Ф. Романов, М.П. Федоров. СПб.: Изд-во «Иван Федоров», 2003. 240с.

134. Рустамбекова С.А. Микроэлементозы и факторы экологического риска / С.А. Рустамбекова, Т.А. Барабошкина. М.: Университетская книга, Логос, 2006. 112 с.

135. СанПиН 2.1.7.1287-03. Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы. М.: Минздрав России, 2003. 9 с.

136. Северный Кавказ // Ресурсы поверхностных вод СССР. Гидрологическая изученность, том VIII. Л.: Гидрометеоиздат, 1963. 302 с.

137. Сибагатуллина A.M. Измерение загрязненности речной воды (на примере малой реки Малая Кокшага) /A.M. Сибагатуллина, П.М. Мазуркин. М.: Изд-во Академия естествознания, 2009. 71 с.

138. Силин-Бекчурин А.И. Динамика подземных вод. М.: МГУ, 1965.379 с.

139. Синяченко О.В. Ревматические заболевания и экология // Украинский ревматологический журнал. 2007. № 4 (30). С. 64-68.

140. Скальный A.B. Микроэлементозы человека (диагностика и лечение) /A.B. Скальный. М.: Мир, 2001. 128 с.

141. Соколов А.П. Ионизация воздуха как биологический и терапевтический фактор // Курортное дело. 1925. № 1,2.

142. Справка о состоянии загрязнения атмосферного воздуха // СПб: НПК «Атмосфера», 2011. 10 с.

143. Стратегия социально-экономического развития города-курорта Кисловодска на период до 2020 года. Кисловодск: Пятигорский филиал СКАГС, 2010. 80 с.

144. Стратегия социально-экономического развития особо охраняемого эколого-курортного региона РФ Кавказских Минеральных Вод. Правительство Ставропольского края, администрация КМВ. Ессентуки, 2006. Часть 1. 60 с.

145. Стрельцов А.Б. Биоиндикационные исследования на территории национального парка «Угра» / E.JI. Константинов, Е.М. Рачкова, O.A. Устюжанина // Природа и история Поугорья. Краеведческие очерки. Выпуск 2. Калуга. «Полиграф-Инфом», 2001. С. 60-63.

146. Техногенные процессы в подземных водах (биосферный подход, диагностика и управление) / Под. ред. проф. И. К. Гавич. М.: Научный мир, 2003. 248 с.

147. Технологическая схема разработки Кисловодского месторождения минеральных вод в пределах лицензионного участка ОАО «Кавминкурортре-сурсы»: В 3 т. / ООО «Геоминвод». Руководитель Авдеев А.Ф. М., 2008. 365 с.

148. Толстихин Д.О. Функциональное зонирование городской территории. Геоэкологическое обоснование. Геоэкология урбанизированных территорий / Д.О. Толстихин, В.И. Соколова. Сб. тр. Центра практической геоэкологии. М.: ЦПГ, 1996. 108 с.

149. Треть новорожденных имеют генетические нарушения // Источник правда Ру. URL: http://www.pravda.ru/news/health/09-l 1-2011/1098101 (дата обращения 7.12.2011).

150. Трофимов В.Т. Экологическая геология / В.Т. Трофимов, Д.Г. Зи-линг. М.: Изд-во МГУ, 2002. 415 с.

151. Трофимов В.Т. Экологические функции литосферы / В.Т. Трофимов, Д.Г. Зилинг, Т.А. Барабошкина. М.: Изд-во МГУ, 2000. 430 с.

152. Углекислые воды СССР. Состав, формирование, ресурсы // Труды ЦННИКиФ, М.: ЦНИИКиФ, 1980. Вып 2, т.XIV. 156 с.

153. Углекислые минеральные воды Северного Кавказа / Под ред. И.Я. Пантелеева. М.: Изд-во АН СССР, 1963. 190 с.

154. Федоров В.Д. Экология / В.Д. Федоров, Т.Г. Гильманов. М.: Изд-во МГУ, 1980. 463 с.

155. Федоров В.Д. Проблема предельно допустимых воздействий антропогенного фактора с позиции эколога // Всесторонний анализ окружающей природной среды. Д.: Гидрометеоиздат, 1976. С. 192-212.

156. Фортескью Д. Геохимия окружающей среды. М.: Мир, 1986. 360 с.

157. Хабаровская М.В. Переоценка эксплуатационных запасов минеральных вод месторождений, разрабатываемых курортами КМВ на 1992 год: В 3 т. М.: Лечминресурсы, 1993.

158. Хаустов А.П. Устойчивость подземной гидросферы и основы экологического нормирования. М.: Изд-во ГЕОС, 2007. 175 с.

159. Чаповский Е.Г. Лабораторные работы по грунтоведению и механики грунтов. М.: Недра, 1975. 304 с.

160. Чирков В.И. Врожденные пороки развития и вопросы их профилактики / В.И. Чирков, А. С. Янет, Р. М. Кальченко, Ю. В. Столярова. ГМЦСЭН. Екатеринбург. URL: http://www.biometrica.tomsk.ru/ftp/medicine/vpre.htm (дата обращения 13.05.2012)

161. Чугаев P.P. Гидравлика. Л.: Энергия, 1975. 600 с.

162. Шагоянц С.А. Подземные воды Центральной и Восточной частей Северного Кавказа. М.: Госгеолтехиздат, 1959. 306 с.

163. Шитиков В.К. Количественная гидроэкология: методы системной идентификации / В.К. Шитиков, Г.С. Розенберг, Т.Д. Зинченко. Тольятти: ИЭВБР РАН, 2003. 463 с.

164. Экологическая доктрина Российской Федерации от 31 августа 2002 г. № 1225-р. URL: http://www-sbras.nsc.ru/win/anonses/1001.html (дата обращения 29.06.2011).