Таблица 1.1 – Метеорологические и климатические показатели
Актуальность темы заключается в том, что до настоящего времени не уделялось должного внимания искусственно созданным и регулируемым человеком средам (урбоэкосистемам), типичным примером которой является студенческий городок Донецкого национального технического университета. В результате, функционирование данной территории сопровождается рядом экологических проблем, которые негативно влияют как на здоровье населения, так и на окружающую при-родную среду в целом.
Среди этих проблем:
- Загрязнение атмосферного воздуха выбросами котельных и бассейна;
- Неудовлетворительное обращение с твердыми бытовыми отходами;
- Физические загрязнения: шумовое и электромагнитное;
- Нерациональное озеленение территории;
- Наличие бродячих животных.
При этом основной акцент стоит сделать на состоянии биоценоза урбоэкосистемы.
Цель работы: Детальное изучение состояния территории студенческого городка, как урбоэкосистемы, в частности его растительного покрова.
Задачи: детальное исследование территории студенческого городка;разработка методов по улучшению экологического состояния окружающей природной среды территории, в частности методов по озеленению территории.
Научная новизна: впервые было исследовано состояние территории студенческого городка, как урбоэкосистемы.
Методы исследований: Визуальный метод; метод паспортизации и инвентаризации древесных растений.
В 1935 г. при Донецком индустриальном институте (так назывался тогда ДонНТУ) был создан студенческий городок, состоящий из 4 корпусов (двух четырехэтажных и двух пятиэтажных) и общежитий для семейных студентов.
В студенческом городке с 1935 г. работала студенческая поликлиника амбулаторного типа и стационар на 30 мест. При общежитиях работали парикмахерская, швейная и обувные мастерские. В общежитиях № 1 и № 2 работали две столовые, буфеты и магазины, обслуживающие студентов института.
На территории студгородка в довоенное время была хорошо оборудована площадка для детей студентов и сотрудников института.
В годы Великой Отечественной войны студгородок, как и учебные корпуса института, был практически полностью разрушен. В 1946 г. из 4 общежитий действовало только одно, поэтому в комнатах проживало значительно больше студентов [2].
Восстановление корпусов общежитий завершилось к 1951 году.
В 1964 г. было введено в эксплуатацию общежитие №4, открыт санаторий-профилакторий в котором ежегодно оздоравливалось 1,5 тыс. студентов.
В конце 60-х годов Донецкий политехнический институт имел 7 общежитий. Это позволило обеспечить жильем всех студентов, которые в нем нуждались. В общежитиях были оборудованы бытовые комнаты, все комнаты общежитий радиофицированы. Расширилась студенческая больница, где было открыто стационарное отделение на 100 мест, с 1967 года начал работать бассейн.
С 1969 г. работает студенческая столовая «Бодрость» на 515 мест с диетическим залом. В 1972 г. по результатам организации питания студентов столовая «Бодрость» заняла первое место в Украине. В 1976 г. в буфете второго общежития запущена поточная линия с комплексными обедами.
В 1972 г. сдан в эксплуатацию легкоатлетический манеж – крупнейший в Украине. В 1973 г. сданы в эксплуатацию общежития № 8 и № 9. В 1975 г. в общежитие № 2 открыто Интерклуб, молодежная организация, объединяющая на добровольных началах студентов, в том числе и зарубежных.
Студенческий городок находится на территории города Донецка, которая в свою очередь находится в пределах Донецкого угольного бассейна. Донецкий бассейн является синклинорием субширотного простирания, осложненным складчатыми и разрывными нарушениями. В основе его залегают докембрийские магматические и метаморфические породы разного состава, перекрытые девонскими известняками с морской фауной, глинистыми сланцами, песчаниками, конгломератами, вулканическими туфами, иногда порфиритами. Выше лежит мощная толща каменноугольных пород, содержащих до 330 угольных пластов и слоев, мощность большинства которых составляет 0,30 ... 0,45 м. Общая мощность палеозойских и мезозой-кайнозойских вулканогенно-терригенных отложений достигает 22 км. Главным угленосным образованием является терригенно-угленосная формация, к которой принадлежит грандиозная толща терригенных, преимущественно песчано-глинистых пород с прослойками известняков и угля карбонового возраста [2].
Горные породы сложены аргиллитами, алевролитами, песчаниками, из-вестняками и углем, циклически переслаивающимися. Их накопление происходило в морских, континентальных и переходных условиях. На значительной части площади бассейна каменноугольные отложения выходят под четвертичные образования, на другой части они перекрыты отложениями перми, триаса, юры, мела, палеогена и неогена разного состава и генезиса: известняками, мергелями, глинистыми и алевролитовыми породами, песчаниками и песками. Уголь – от бурого до антрацитов.
Под территорией студенческого городка залегают подземные воды, но они не используются, поскольку отсутствуют скважины. Все сооружения, находящиеся в пределах студенческого городка поставляются водой из канала Северский Донец-Донбасс с помощью специального оборудования.
В целом климат центральной части города Донецка умеренно континентальный с прохладной зимой и теплым (иногда знойным) летом.
Среднегодовая температура воздуха составляет 8,0°С, наиболее низкая она в январе (-6,1°С), наиболее высокая – в июле (20,9°С). Наиболее низкая среднемесячная температура воздуха в январе (-16,1°С) зафиксирована в 1950 г., наиболее высокая (1,5°С) – в 2007 г [7].
Наиболее низкая среднемесячная температура в июле (17,8°С) наблюдалась в 1976 г., наиболее высокая (26,4°С) – в 1938 г. Абсолютный минимум температуры воздуха (-33,5°С) зафиксирован 10 января 1940 г., абсолютный максимум (38,7°С) – 1 августа 1954 г. Температура воздуха по месяцам приведена в таблице 1.1.
В среднем за год выпадает 514 мм атмосферных осадков, меньше всего – в октябре, больше всего – в июне. Минимальное годовое количество осадков (312 мм) наблюдалось в 1948 г., максимальное (701 мм) – в 1961 г. Максимальное суточное количество осадков (125 мм) зафиксировано 5 сентября 1986 г.
В среднем за год в центральной части Донецка наблюдается 129 дней с осадками; меньше всего их (7) в августе, больше всего (16) – в декабре.
Ежегодно образуется снежный покров, однако его высота незначительна [5].
Относительная влажность воздуха (см. данные таблицы 1.1) в среднем за год составляет 74 %, наименьшая она (около 60 %) в августе, наибольшая (около 90 %) – в декабре.
Cкорость ветра по месяцам – в таблице 1.1. Наибольшая скорость ветра – в январе, феврале, наименьшая – летом. В январе она в среднем составляет 5,7 м/с, в июле – 3,5 м/с. Наибольшую повторяемость в городе имеют ветры с востока, наименьшую – с северо-запада и севера.
Урбоэкология – это наука о взаимосвязи и взаимодействии во времени и пространстве двух систем – городской (в составе подсистем: социальной, технической, энергетической, информационной, управленческой, административной и др.) и естественной, а также о ноосфере. Из урбоэкологии выделилась отдельная область знаний, занимающаяся изучением стремительного роста современных городов, которая занимается решением условий жизнедеятельности малых, средних и больших городов, а также специальных эколого - агломераций [4].
Урбоэкология делится на теоретическую и прикладную. Теоретическая урбоэкология изучает, исследует, обрабатывает статистические данные и устанавливает закономерности. Прикладная урбоэкология на основании теоретических закономерностей решает вопрос прикладного характера, а именно предотвращение, уменьшение или разрешения любых экологических рисков, возникающих в урбоэкосистемах.
Урбоэкосистема – природно-территориальный комплекс (геокомплекс) со всей его иерархической структурой – от ландшафта до фации, который находится под непосредственным воздействием (прошлым, сегодняшним и будущим) города. Это городская экосистема в целом или подчиненные ей (меньше нее) парковые, газонные, бульварные или сплошь покрытые бетоном, асфальтом и зданиями участки поверхности как среда существования различных видов растений, животных, грибов, микроорганизмов.
Фация – или геокомплекс, низкий таксон, в течение которого сохраняются одинаковые литология поверхностных пород, характер рельефа и увлажнения, микроклимат, грунтовая отмена и биоценоз [4].
В случае студенческого городка подразумевается городской урбанизированный ландшафт, что характерно для современных больших городов. Студенческий городок – это созданная человеком, искусственная, функциональная система всей совокупности живых существ и среды их существования, в своей структурно-функциональной организации, регулируемая человеком. Студенческий городок подчинен городской экосистеме.
Студенческий городок Донецкого национального технического университета расположен в пределах проспекта Ватутина, улицы Артема, улицы Челюскинцев и проспекта Богдана Хмельницкого. На его территории находится ряд сооружений, среди которых:
Учебный корпус № 7. Представляет собой помещения факультета экологии и химической технологии Донецкого национального технического университета. Расположен по адресу: пр. Богдана Хмельницкого, 106. Данное сооружение было построено и введено в эксплуатацию в 1971 г., шестиэтажное.
Учебный корпус № 11 Донецкого национального технического университета. Расположен по адресу: ул. Артема, 131а. Построен и введен в эксплуатацию в 1935 г., пятиэтажный.
Общежитие № 9 Донецкого национального технического университета. Расположено по адресу: ул. Челюскинцев, 184. Здание двенадцатиэтажное, блочного типа. Построено и введено в эксплуатацию в 1973 г. Количество мест – 1189, комнат – 400. Общежитие с горячим водоснабжением. Оборудовано бойлерами с насосами, повышающими напор в системе водоснабжения.
Общежитие № 8 Донецкого национального технического университета. Расположено по адресу: пр. Богдана Хмельницкого, 100. Здание одиннадцатиэтажное, блочного типа. Построено и введено в эксплуатацию в 1973 г. Количество мест – 430, комнат – 212. Общежитие с горячим водоснабжением. Оборудовано бойлерами с насосами, повышающими напор в системе водоснабжения.
Общежитие № 2 Донецкого национального технического университета. Расположено по адресу: ул. Артема, 131а. Построено и введено в эксплуатацию в 1934 г. Пятиэтажное, коридорного типа. Количество мест – 639, комнат – 271. Общежитие с горячим водоснабжением, водопровод – центральный [6].
Общежитие № 4 Донецкого национального технического университета. Расположено по адресу: пр. Ватутина, 36. Построено и введено в эксплуатацию в 1964 г. Пятиэтажное, коридорного типа. Количество мест – 744, комнат – 214. Общежитие с горячим водоснабжением, водопровод – центральный.
Общежитие № 5 Донецкого национального технического университета. Расположено по адресу: ул. Челюскинцев, 186. Построено и введено в эксплуатацию в 1966 г. Пятиэтажное, коридорного типа. Количество мест – 396, комнат – 96. Общежитие с горячим водоснабжением, водопровод – центральный.
Столовая. Находится по адресу: ул. Артема, 131а. Данное сооружение было построено и введено в эксплуатацию в 1969 г., двухэтажное.
Студенческая больница. Находится по адресу: ул. Челюскинцев, 188а. Сооружение было построено и введено в эксплуатацию в 1938 г., трехэтажное.
Плавательный бассейн. Расположен по адресу: ул. Челюскинцев, 186. Был построен и введен в эксплуатацию в 1968 г. Кирпичный, двухуровневый. Длина дорожки – 25 м, ширина – 2 м. Пропускная способность – 30 человек в час.
Манеж. Спортивное здание. Расположен по адресу: пр. Богдана Хмельницкого, 104а. Построен и введен в эксплуатацию в 1972 г., двухуровневый [5].
Газовая котельная. Находится по адресу: ул. Артема, 135а. Частично двухэтажная, прямоугольной формы. Состоит из двух котельных: с тремя и двумя котлами, соответственно, имеется две дымовые трубы. Стены выполнены из силикатного кирпича. Введена в эксплуатацию в 1968 г. Количество работающих – 27 человек. Производительность по пару составляет 13 т / ч.
Гостинично-развлекательный комплекс «Liverpul». Расположен по адресу: ул. Артема, 131в. В своем составе содержит – отель (100 номеров, каждый из которых оборудован центральным кондиционированием, кабельным ТВ и др.), музыкальный бар с концертной площадкой, находящейся в подвальном помещении, фудмаркет, расположенный по адресу: ул. Артема, 131а, общий зал (350 человек). Имееися автономная котельная.
Многоэтажное административное здание со встроено – пристроенными объектами общественного назначения и подземной автостоянкой по пр. Богдана Хмельницкого, 102 с автономной котельной.
В данной научной работе исследовалась территория студенческого городка Донецкого национального технического университета. При этом изучались только древесные растения, поскольку травянистый покров территории очень незначителен, и преобладают растения культурного происхождения.[5]
На территории студенческого городка, согласно проведенному исследованию было установлено и подсчитано: общее количество деревьев – 205, родов – 2, порядков – 9, семейств – 11. Также были подсчитаны виды одного семейства:
- Розоцветные – 2: рябина обыкновенная, рябина скандинавская;
- Тутовые – 1: шелковица черная;
- Ивовые – 3: ива белая, тополь бальзамический, тополь белый или серебристый;
- Бобовые – 1: робиния псевдоакация;
- Маслиновые – 1: ясень ланцетный;
- Березовые – 1: береза бородавчатая;
- Вязовые – 1: вяз равнинный, Берест;
- Кленовые – 1: Клен остролистный;
- Сапиндовые – 1: каштан Конский;
- Сосновые – 2: сосна обыкновенная, ель зеленая колючая;
- Кипарисовые – 1: туя.
В данной исследовательской работе были предложены 4 метода по улучшению растительного покрова студенческого городка: рациональная посадка деревьев, зонированое их размещение, частичная замена видов, метод инъекций.
Метод рациональнаой посадки деревьев заключается в разумно-обоснованной, целесообразной посадке зеленых насаждений, с учетом функциональных характеристик каждого вида.
Зональность расположения зеленых насаждений заключается в посадке деревьев с учетом их функционального назначения (отделение зоны отдыха от жилой зоны и т.д.) [1,3].
Метод частичной замены видов заключается в поэтапной замене, к примеру тополя бальзамического или же шелковицы черной на березу, модрину и другие виды.
Метод инъекций направлен на изменение пола тополя. Заключается в введении иньекции в ствол женской особи, в результате чего особь получает сильный гормональный стресс и меняет пол на мужской.
Примечание: Климатоморфы (жизненные формы за Раункиером): Ph – фанерофиты, т.е. высокие деревья.
Трофоморфы (адаптация растений к питанию: OgTr – олиготрофы (высокое плодородие почв), MsTr – мезотрофы (среднее плодородие), MgTr – мегатрофы (низкое плодородие), AlkTr – растения засоленных почв;
Гигроморфы (адаптация растений к водному режиму: Ks – Ксерофиты (засухоустойчивые), Ms – мезофит (растения умеренного увлажнения среды);
Гелиоморфы (адаптация растений к световому режиму): He – гелиофиты (светолюбивые), Sc – сциофиты (теневыносливые растения, требующие от 1/3 и более полного освещения.
Палеонхоры (типы опыления): Anph – анемофилия (опыление ветром), Ent – ентемофилия (опыление насекомыми).
К тому же надо учесть тот аспект, что в случае двойных символов, например таких, как MsTr или ScHe, вторая часть основная, а первая уточняющая. [7,9]
Следовательно, можно сделать вывод, что основная часть деревьев является: высокими деревьями, адаптированными к почвам среднего плодородия, растениями умеренного увлажнения среды, видами частично требовательными к свету и основной тип опыления которых – ветром.
Рисунок 1 – Последовательность подготовки гербария
(Анимированый рисунок содержит 6 кадров; задержка 100; количество циклов 7;размер 212 кБ)
Основными техногенными сооружениями на территории студенческого городка являются: газовая котельная, которая относится к Донецкгортеплосети, была введена в эксплуатацию в 1968г.
Сооружение частично двухэтажное, прямоугольной формы. Конструкция котельной составлена в сборном железобетоне, наружные стены котельного зала выполнены из силикатного кирпича, стены покрыты слоем цемента. Составные части сооружения: котельный зал, помещения химводоочистки, мастерская и бытовые помещения, химлаборатория, служебное помещение и бытовые помещения. Котельная с тремя котлами ТВГ – 8 для закрытой системы теплоснабжения, две трубы – основные источники загрязнения атмосферного воздуха. Загрязняющие вещества: ртуть и ее соединения, оксид азота (в пересчете на диоксид азота), оксид углерода, метан, азота (1) оксид, углерода диоксид [2,6].
Отельно-развлекательный комплекс «Liverpool», был введен в эксплуатацию в 2007 г. В его состав входят: отель, фудмаркет и музыкальный клуб. Встроена автономная котельная, основные загрязняющие вещества такого же состава, как и газовой котельной.
Плавательный бассейн Донецкого национального технического университета был введен в эксплуатацию в 1968 году.
Сооружение находится в центральной части студенческого городка, двухуровневое, построенное из силикатного кирпича, покрыто слоем штукатурки, окна металлопластиковые. В состав сооружения входят: переодевалки, душевое отделение, комнаты персонала, спортивный зал, ванная, пят дорожек длиной по 25 м и шириной по 2 м каждая. Пропускная способность – 30 человек в час. В состав сооружения входит хлораторная для обработки воды хлором. Также встроена вентиляция двух типов: приточная и вытяжная [6].
Бассейн является одним из источников загрязнения окружающей среды данной территории и непосредственно самого помещения, в результате выброса в атмосферу через установки вентиляции испарения хлора и его соединений (особенно соединений, поскольку сам хлор быстро улетучивается, а также постоянную его присутствие в воздухе помещения, негативно влияет на здоровье персонала (раздражение слизистых оболочек, кожных покровов и т.д.) бассейна и в меньшей степени тех, кто является посетителем данного спортивного сооружения [10,7].
Но влияние данных сооружений на окружающую природную среду студенческого городка незначительно.
В данной исследовательской работе была поставлена основная задача, которая заключается в нахождении возможных путей решения основных экологических проблем студенческого городка.
В результате была детально изучена данная территория и проблемы такие, как: загрязнение атмосферного воздуха, неудовлетворительное обращение с твердыми бытовыми отходами, и др.
А в частности проблема, связанная с озеленением студенческого городка.
В работе были рассмотрены основные представители древесных растений территории, а также предложены методы по улучшению состояния растительного покрова студенческого городка: рациональная посадка, зональность размещения, метод инъекций, метод частичной замены видов.
Лаптев А.А. Маяк Справочник работника зеленого строительства / А.А.Лаптев, Б.А.Глазачев // «Будівельник», К., 1984. – 514 с.
Білявський Г.О. Основи екології / Г.О.Білявський, Р.С.Фурдуй // «Либідь», К., 2004. – 400 с.
Башкатов В.Г. Відновлення порушених природних екосистем / В.Г.Башкатов, І.В.Бондаренко, О.З.Глухов // «Будівельник», Д., 2008. – 420 с.
Кучерявий В.П. Урбоекологія / В.П. Кучерявий // Видавницвто «Світ», Л., 2001 – 455 с.
Маявский П.Ф. Флора Средней полосы европейской части СССР / П.Ф.Маявский // «Эколог», М., 1954. – 500 с.
Радионов А.И. Техника защиты окружающей среды / А.И.Радионов, В.Н.Клушин, Н.С.Торошеченков // «Водоочистка», М., 1989. – 500 с.
ДСТУ 3008 – 95 Государственный стандарт Украины. Документация. Отчеты в сфере науки и техники. Структура и правила оформления, К., 1995. – 25 с.
Тарасов В.В. Флора Дніпропетровської та Запорізької областей. Судинні рослини. Біолого – екологічна характеристика видів / В.В.Тарасов // «Будівельник», К., 2001. – 400 с.
Родоман Б.Б. Поляризация ландшафта как средство сохранения биосферы и рекреационных ресурсов / Б.Б.Родоман // «Зеленстрой», М., 1974. – 300 c.
Громогласов А.А. Водоподготовка: процессы и аппараты / А.А.Громогласов // «Водоподготовка», М., 1990. – 450 c.