Методическое пособие 787

4)единая концепция мониторинга, осуществляющаяся с учетом нескольких путей (вариантов) развития техногенных воздействий - принцип альтернативности;

5)геологическая среда в составе единой окружающей природной среды и мониторинг рассматриваются как система – принцип системности.

Таким образом, геоэкология, как наука базируется на знаниях о доступной для изучения части лито -, атома -, и гидросферы, которые позволяют на основе соотношений природных, антропогенных и техногенных факторов оценить устойчивость окружающей природной среды при существующей техногенной нагрузке с учетом изменения состояния среды в будущем. Управляющая часть системы "человек – окружающая среда" дает возможность планировать практическую деятельность с учетом законов развития окружающей среды, а также контролировать эту деятельность, обеспечивая охрану, рациональное использование и защиту окружающей природной среды.

Вполне очевидно, что эпоха XIX-XX веков – эпоха дифференциации естественных наук и наук о Земле частности приведшая к возникновению прикладных направлений в ущерб теоретического императива, неизбежно сменится интеграционными процессами. В экологии дифференциация способствовала появлению наряду с классической (биологической) экологией геоэкологии и социальной экологии. В геоэкологии в свою очередь появилось множество самостоятельных направлений экологического содержания, основатели и сторонники которых ищут друг у друга неразрешимых парадоксов и претендуют на исключительность выдвигаемых объектов и предметов исследования. Интеграция в экологической науке методологически проявится в взаимопроникновении биоцентрических и антропоцентрических воззрений и приведет к упрочению позиций глобальной экологии, где в условиях единого континуума найдут своё место биоэколгия, геоэкология, социоэкология и успешно развивающаяся в настоящее время космоэкология. В единой концепции глобализации экологической науки будут развиваться как научные исследования, так и осуществляться подготовка научных кадров.

Библиографический список

1.Бочаров В. Л. Геоэкология, как наука: структурирование и тезаурус, современное состояние и перспективы развития / В. Л. Бочаров // Вестник Воронеж. ун-та. Сер. геол., – 2004. - №2. – С. 166-171.

2.Голубев Г. Н. Геоэкология / Г. Н. Голубев – М.: Геос, 1999. – 338 с.

3.Осипов В. И. Геоэкология - междисциплинарная наука о экологических проблемах геосфер / В. И. Осипов // Геоэкология – 1993. - №1. – С. 4-18.

4.Осипов В. И. Геоэкология: понятие, задачи, приоритеты / В. И. Осипов // Геоэколо-

гия, 1997, №1. – С. 3-11.

5.Реймерс Н. Ф. Природопользование. Словарь – справочник / Н. Ф. Реймерс – М.:

Мысль, 1990. – 640 с.

6.Трофимов В. Т. Пути использования фундаментальных положения экологической геологии для преодоления парадоксов современной геоэкологии / В. Т. Трофимов// Школа экологической геологии и рационального недропользования. Материалы девятой межвуз. молодёж. науч. конф. – СанктПетербург: СПбГУ, 2008. – С. 7-46.

7.Трофимов В. Т. Экологическая геология / В. Т. Трофимов, Д. Г. Зилинг – М.: Геоинформмарк, 2002. – 415 с.

10

8.Экологические функции литосферы / Под ред. В. Т. Трофимова – М.: Изд-во Моск.

ун-та, 2000. – 432 с.

9.Добровольский В. Г. Экологические функции почвы / Г. В. Добровольский, Е.Д. Никитин – М.: Изд-во Моск. ун-та, 1986. – 137 с.

10.Зинюков Ю. М. Теоретико-методологические основы мониторинга природнотехнических экосистем на основе их структурно-иерархических моделей / Ю. М. Зинюков – Тр. НИИ Геологии ВГУ. Вып. 28. – Воронеж: Воронеж. ун-т, 2005. – 165 с.

11.Рудько Г. И. Инженерная геодинамика Западной Украины и Молдовы / Г. И. Рудько, В. А. Осиюк – Киев: Изд-во МАКЛАУТ, 2007. – 808 с.

12.Рудько Г. И. Организация и ведение мониторинга геологической среды территории западных областей УССР / Г. И. Рудько, Н. И. Жупыло // Гидрогеология и инженерная геология, 1988, вып. 12. – С. 2-9.

References

1.Bocharov V. L. Geoecology, as a science: structurization and the thesaurus, a modern condition and prospects of development / V. L. Bocharov // The bulletin Voronezh. un. A series. geol., – 2004. - №2. – P. 166 – 171.

2.Golubev G. N. Geoecology / G. N. Golubev – M.: Geos, 1999. – 338 pp.

3.Osipov V. I. Geoecology - an interdisciplinary science about environmental problems of geospheres / V. I. Osipov // Geoecology – 1993. - №1. – P. 4-18.

4.Osipov V. I. Geoecology: concept, problems, priorities / V. I. Osipov // Geoecology – 1997. - №1. – P. 3-11.

5.Rejmers N. F. Nature utilization. The dictionary - the directory / N. F. Rejmers - M.: the Idea, 1990. – 640 pp.

6.Trofimov V. T. Ways of use fundamental positions of ecological geology for overcoming paradoxes of modern geoecology / V. T. Trofimov // School of ecological geology and rational bosom utilization. Materials the ninth interhigh school. youth sc. konf. - Sankt-Petersburg: SPSU, 2008. – P. 7-46.

7.Trofimov V. T. Ecological geology / V. T. Trofimov, D. G. Ziling – M.: Geoinformmark, 2002. – 415 pp.

8.Ecological functions of the lithosphere / Under red. V. T. Trofimova – M.: Publishing house Mosk. un., 2000. – 432 pp.

9.Dobrovolskiy V. G. Ecological functions of ground / G. V. Dobrovolsky, E. D. Nikitin – M.: Publishing house Mosk. un., 1986. – 137 pp.

10.Zinjukov J. M. Theoretic-methodological bases of monitoring nature-technical ecosystem on the basis of their structural - hierarchical models / J. M. Zinjukov – Wor. Scientific research institute of Geology VSU. Rel. 28. – Voronezh: Voronezh. un., 2005. – 165 pp.

11.Rudko G. I. Engineering geodynamics of the Western Ukraine and Moldova / G. I. Rudko, V. A. Osijuk – Kiev: Publishing house MAKLAUT, 2007. – 808 pp.

12.Rudko G. I. The organization and conducting monitoring of the geological environment of territory of western areas USSR / G. I. Rudko, N. I. Zhupylo // Hydrogeology and engineering geology, 1988, rel. 12. – P. 2-9.

11

Р.А. Гниломёдов

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУММАРНОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ТЕХНОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ДТК

Рассматривается необходимость разработки принципиально новых подходов для объективной оценки техногенного влияния дорожно-транспортного комплекса на состояние экосистем придорожной полосы. Для сохранения качества окружающей среды, построения прогнозов и выработки нормативов для проектирования, строительства и эксплуатации экологически безопасных автомобильных дорог, суммарный экологический эффект техногенного воздействия ДТК может определятся на основании изучения отклика экосистем придорожной полосы.

Ключевые слова: дорожно-транспортный комплекс, экологическая безопасность автомобильных дорог, система ВАДС, воздействие автомагистралей на лесные экосистемы.

R.A. Gnilomyodov

DEFINITION OF TOTAL ECOLOGICAL EFFECT

OF TECHNOGENIC INFLUENCE RTC

be defined on the basis of response studying environmental system roadside strip.

Keywords: a road and transport complex, ecological safety of highways, system VADS, influence of highways on wood экосистемы.

Изучение экологических эффектов, порождаемых ДТК, и критический анализ современной литературы в данной области, свидетельствуют о том, что в последние годы резко обозначилась проблема автомобилизации нашей жизни и ее воздействия на компоненты природной среды. Заторы на дорогах; ДТП; транспортный шум; загрязнение литосферы, атмосферы, гидросферы; отчуждение земель под объекты инфраструктуры; трансформация ландшафта – вот те негативные проблемы, которые достаточно остро ощущаются на значительных территориях России.

Всё это привело к необходимости разработки принципиально новых подходов для объективной оценки техногенного влияния дорожно-транспортного комплекса на состояние экосистем придорожной полосы.

В отечественной практике инженерно-технического проектирования, строительства, ремонта и эксплуатации, автомобильных дорог действующая система нормативов охватыва-

© Гниломёдов Р.А., 2009

12

ет исключительно абиотические факторы (неживую природу) и рассматривает их в лучшем случае в системе гигиенических понятий (уровни загрязнения атмосферного воздуха отработавшими газами и продуктами истирания шин и дороги и т.д.).

Но степень загрязненности дороги и придорожного пространства сама по себе не может быть достаточным критерием для обеспечения «экологической безопасности дороги».

Для таких сложных, многофакторных систем, каковой является система ВАДС (водитель – автомобиль – дорога – среда) на сегодняшний день в России практически не изучено комплексное воздействие автомобильного транспорта и автомобильных путей сообщения на экосистемы, как на место обитания живых организмов – микробиоты, растений и животных и посредством их на человека.

Ответная реакция биоты на техногенное воздействие, её качественные изменения пока недостаточно учитываются в проектировании и эксплуатации автомобильных дорог.

Очевидно, что такая методологическая неполнота учёта изменений в экосистемах придорожной полосы, заведомо ведёт к неудаче в построении прогнозов и выработке нормативов для проектирования, строительства и эксплуатации экологически безопасных автомобильных дорог, тормозит создание системы экологического мониторинга автомобильных дорог и экосистем придорожной полосы.

Таким образом, для сохранения качества окружающей среды на территориях попадающих в зону влияния автомобильной дороги необходимо совместное рассмотрение транспортной и дорожной систем с экосистемами придорожной зоны. Эти две системы – природная и техногенная – оказывают взаимное влияние друг на друга, что позволяет теоретически обосновать принципы их сопряжения, то есть развития автомобилизации в пределах экологической емкости ландшафта.

Благодаря комплексности воздействия дороги, взаимозависимости различных дорожных факторов, опосредованности их действия, а также изменчивости самих лесных сообществ во времени и пространстве возникает сложная картина своеобразной «интерференции» факторов и связанная с этим трудность вычленения изменений, вызванных влиянием каждого фактора по отдельности. Воздействие автомагистралей на лесное сообщество сложно воспроизвести в экспериментах или в математических моделях, поэтому получить достоверные сведения об изменениях сообществ, испытывающих воздействие автомагистрали, возможно только при наблюдениях непосредственно в поле, в условиях конкретных лесных сообществ. Весьма перспективным путем изучения влияния дороги на лесные экосистемы являются натурные наблюдения на трансектах, заложенных от полотна дороги в глубину массива, включающих градиент всех действующих факторов, где их воздействие можно проследить методами лесоведения, геоботаники и почвоведения.

Состав выбросов, поступающих с автомагистралей в придорожные леса, достаточно сложен, поэтому оценка вреда, наносимого лесным экосистемам отдельными компонентами выбросов, представляется дорогостоящей и длительной задачей.

Для достаточно быстрой диагностики уровня фитотоксичности условий местообитания, интегральной оценки общего уровня загрязнённости ценоза целесообразно использовать биотесты на всхожесть семян, основной лесообразующей породы в данном экотопе.

Исследования выполнялись на участке автомобильной дороги М-4 «Дон», прилегающей к лесному массиву в районе учебно-опытного лесхоза ВГЛТА.

Пробные площади расположены в 60летнем разнотравном сосняке с примесью березы. Образцы почвы отбирали в полосе отчуждения дороги, занятой травяной растительностью небогатого состава, в основном сорных видов (пырей, одуванчик, лапчатка гусиная).

Почвенные образцы отбирали из верхнего минерального (гумусового) горизонта с глубины 3-10 см, непосредственно под подстилкой, по 50метровому трансекту, заложенному на расстоянии 10 м от дороги вдоль её полотна (отбор образцов через каждые 5 м). В почве определяли наиболее лабильные почвенные показатели: величину фактической (актуаль-

13

ной) кислотности, количество поглощенного кальция (по Соколову), а также содержание некоторых тяжёлых металлов методом нейтронно-активационного анализа.

Для оценки динамики процессов загрязнения субстрата под влиянием автомагистрали образцы незагрязнённой почвы из горизонта В2 (слабосвязный буровато – жёлтый песок), взятой со дна почвенного разреза на глубине 120 см в 250 м от дороги (смешанная проба), объёмом около 0,01 м3 поместили в заранее вырытые в почве прикопы кубической формы со стороной 0,2 м, расположенные на расстоянии 1, 5, 11, 15 и 35 м от полотна дороги. Стенки и дно прикопов были закрыты полиэтиленовой пленкой (в дне проделаны дренажные отверстия) для ограничения бокового подтока верховодки к образцу. После 15 мес. экспонирования, из прикопов отбирали образцы песка и анализировали на содержание подвижных катионов кальция, магния (вытяжка 1 н KCl) и тяжёлых металлов в валовой форме (медь, цинк, свинец).

Эксперимент, поставленный с целью выяснения интенсивности процессов изменения свойств почвы придорожной зоны, дал представление о высокой динамике этих процессов. За 15 месяцев, в той или иной мере изменились все исследуемые почвенные характеристики экспонированных образцов, табл.1.

Таблица 1 Изменение химических показателей почвы из горизонта В2, экспонированной

на различном удалении от полотна дороги

Так, несмотря на лёгкий гранулометрический состав образцов и практически полное отсутствие гумусовых соединений, в образцах в 3-4 раза увеличилось содержание подвижных катионов кальция и магния, в 2,5 раза выросло содержание меди, в 2 раза и более – содержание свинца и цинка, наиболее характерных для автотранспортного загрязнения тяжёлых металлов. За короткий срок эксперимента довольно резко снизилась кислотность водной

исолевой вытяжек из почвы. При этом рН почвы и содержание оснований практически не изменились в образцах, заложенных на расстоянии 35 м от дороги, но, начиная с отметки 15 м, они интенсивно изменялись, максимум различий зарегистрировали в непосредственной близости от магистрали.

Вцелом результаты эксперимента подтвердили выявленные особенности распределения химических показателей почвы в придорожной зоне с экстремумамивблизи полотна дороги.

Влабораторных условиях изучали всхожесть семян сосны обыкновенной на почве придорожной зоны и на песке.

Калиброванные семена помещали для проращивания в чашки Петри – по 100 шт. в каждую (масса 100 семян – 5,8 г). Ложем семенам служили почва из горизонта А1 с глубины 3-7 см (навеска 50 г на чашку), взятая из придорожной зоны на расстоянии 3, 9, 11, 13, 15, 30

и200 м (контроль) от полотна дороги, а также образцы песка, экспонированного более 1 года на поверхности почвы. Повторность опытов трёхкратная. Семена инкубировали в одинаковых условиях влажности и температуры (20-22°С). Всхожесть семян определяли согласно ГОСТ 13056.6 – 68 через 15 суток.

Биотесты на всхожесть и прорастание семян сосны на экспонированном песке из горизонта В2 показали увеличение его фитотоксических свойств вблизи дороги (рисунок 1 а) достоверны по сравнению с контролем различия (при вероятности Р = 0,95) отмечались на

14

расстоянии 1 и 5 м от полотна дороги. Всхожесть семян снизилась на 6-10 %, в этих же вариантах впоследствии погибло (ослизнение корешков, остановка роста) большее количество проростков в сравнении с незагрязнённой почвой.

Аналогичная картина наблюдается при анализе биотестов на всхожесть семян сосны в образцах из верхнего минерального горизонта почвы придорожной зоны (рисунок 1, б). Всхожесть в образцах, взятых на расстоянии 3, 7, 9 и 13 м, достоверно (Р = 0,95) отличается от контроля (200 м).

Рис. 1. Всхожесть семян сосны обыкновенной: а – на песке, экспонированном на различном удалении от полотна дороги; б – в почве, отобранной по тому же критерию

В связи со значительным увеличением интенсивности автотранспортного потока становится актуальной проблема снижения отрицательного воздействия дороги на окружающие лесные экосистемы. Однойизтрадиционноприменяемыхмерявляетсясозданиенасажденийвдольдорог.

Для оценки эффективности использования защитных насаждений в 10 м от полотна магистрали был заложен 50метровый трансект, ориентированный параллельно её оси, при этом часть трансекта располагалась за трёхрядной плотной посадкой боярышника.

Анализ взятых вдоль трансекта образцов почвы свидетельствует, что за защитной полосой существенно снижаются величины содержания обменного кальция (на 20-25 %) и рН водной вытяжки (на 10 %), показателей, наглядно характеризующих влияниедороги (рисунок 2, а).

Рис. 2. Количество загрязняющих веществ в почве придорожной зоны с участком защитной полосы: а – показатели почвы; б – содержание тяжёлых металлов

15

Защитные насаждения, по всей видимости, в летний сезон служили заметным препятствием на пути проникновения в прилегающие лесные экосистемы газо-аэрозольных и пылевых составляющих выбросов, а в зимнее время – загрязнённого снега с автомагистрали.

Сходную картину можно отметить в отношении валового содержания в верхнем горизонте почвы по трансекту некоторых тяжёлых металлов (рисунок 2, б). За защитной полосой на 25-35 % снижается количество цинка и свинца и почти вдвое падает содержание меди.

Отмечено, что удаление подлеска приводит к снижению буферной способности насаждения по отношению к выбросам с дороги. При этом происходит более глубокое проникновение загрязняющих веществ под полог, внутрь лесного массива. Очевидно, что сохранение густого подлеска и кустарникового яруса в опушечной зоне насаждений в сочетании с загущенными многорядными защитными полосами может сохранить весь комплекс компонентов придорожных лесных экосистем. Особенно эффективно, на наш взгляд, создание многорядных защитных полос из наиболее устойчивых пород деревьев (известно, что толерантность древесных пород повышается в ряду: дуб < ель < сосна < берёза < тополь < ива).

Проведенные исследования показали следующие результаты:

–лесные экосистемы находятся в постоянной динамике – направления их изменений определяются не только естественными, но и искусственными (антропогенными) факторами: промышленными и транспортным загрязнениями, интенсивными рекреационными нагрузками и т.д.;

–суммарный экологический эффект техногенного воздействия может определяться на основании изучения отклика экосистем придорожных зон. Имеющийся отечественный и зарубежный опыт свидетельствует, что одним из важнейших методов решения этой актуальной задачи является создание системы постоянных пробных площадей, заложенных в наиболее важных «ключевых» пунктах, с последующим систематическим проведением комплексных наблюдений по стандартизованной методике, для того, чтобы в случае необходимости принимать безотлагательные меры.

Библиографический список

1. Рябова О.В. Совершенствование методов оценки транспортно-экологических качеств автомобильных дорог [Текст] : моногр. / О. В. Рябова, А.В. Скрыпников, Е.В. Кондрашова ; ВГЛТА.- Воронеж : ВГЛТА, 2005. – 277 с.

References

1. Ryabova O.V. The improvement of the estimation methods of transport and environmental qualities of highways [Text]: monograph / O.V. Ryabova, A.V. Skrypnikov, E.V. Kondrashova; VSFTA .-Voronezh: VSFTA, 2005. - 277 р.

16

А.С. Егоров, В.Л. Бочаров

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ ФАКЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК НА НЕФТЕГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

В статье рассмотрены экологические проблемы эксплуатации факельных установок, а именно причины возникновения шумов различного происхождения, мероприятия по снижению уровня шума, тепловое излучение, оценено влияние всех этих факторов на человека на предприятиях нефтегазового комплекса, которые могут возникать при сборе, подготовке и транспортировке нефти и газа.

Ключевые слова: факельная установка, уровень шума, интенсивность излучения, горючий газ.

A.S. Egorov, V.L. Bocharov

ENVIRONMENTAL PROBLEMS OF OPERATION OF TORCH INSTALLATIONS

ON OIL-AND-GAS DEPOSITS OF THE WESTERN SIBERIA

In clause environmental problems of operation of torch installations, namely the reasons of occurrence of noise of a various origin, action on decrease in noise level, thermal radiation are considered, influence of all these factors on the person at the enterprises of an oil-and-gas complex which can arise at gathering, to preparation and transportation of oil and gas is estimated.

Keywords: torch installation, noise level, intensity of radiation, combustible gas.

Факельные установки предназначены для сжигания некондиционных газов, образующихся при пуске, продувке оборудования или в процессе работы, дальнейшая переработка которых экономически нецелесообразна или невозможна.

Сжигание сбросных газов на факельной установке позволяет значительно уменьшить загрязнение окружающей среды токсичными и горючими веществами.

Шум при факельном сжигании газа. Шум возникает при механических колебаниях в твердых, жидких и газообразных средах. Механические колебания в диапазоне частот 2020000 Гц воспринимаются ухом человека как звук. После 6-7 ч работы при интенсивности шума 80-90 дБ нарушаются функции вегетативной нервной системы и деятельность головного мозга.

В типовых инструкциях единственное упоминание о допустимом уровне звука на рабочих местах касается работы компрессора. Сказано, что уровень звука на рабочих местах при длительной непрерывной работе компрессора не должен превышать 85 дБ.

© Егоров А.С., Бочаров В.Л., 2009

17

- воспламенение отдельных очагов взрывоопасных смесей с воздухом, если была утечка горючих газов.

В случае аварийного сброса больших количеств газа на факел персонал во время обслуживания оборудования или эвакуации не должен подвергаться воздействию значительного теплового излучения. Для этого необходимо, чтобы факельная труба была достаточно высокой или, если это невозможно, принимать защитные меры.

Зависимость температуры нагрева стального оборудования от интенсивности и времени излучения пламени показана на рис. 1.

Рис. 1. Зависимость температуры нагрева стального оборудования от интенсивности и времени излучения пламени: 1 – интенсивность излучения q= 23 МДж/(м2* ч); 2 – интенсивность излучения q= 56 МДж/(м2* ч)

Факел может рассматриваться как точечный источник выброса и можно рассчитать для него зоны, в которых следует обеспечить защиту персонала и оборудования. Так, для факельной трубы диаметром 1200 мм и высотой 60 м при сжигании 440 т/ч углеводородов с молекулярной массой 44 можно выделить (рис. 2):

1 2 3 4

5

Интенсивность излучения, МДЖ/(м2.Ч)

Рис. 2. Зоны интенсивности теплоизлучения от факельной трубы: 1 – факельная труба; 2 – зона, требующая защиты оборудования; 3- зона, требующая защиты персонала

1.Зону (2), в которой требуется защита оборудования, в точке А интенсивность тепло излучения равна 34 МДж/(м2*ч);

2.Зону (3), в которой требуется защита персонала, в точке В интенсивность теплоизлучения 17 МДж/(м2*ч).

19