ДонНТУ || Портал магистров ДонНТУ  UA  ENG

Магистр ФЭХТ Попченко Д.С.

Попченко Дарья Сергеевна
Факультет экологии и химических технологий
Кафедра природорохранной деятельности
Специальность «Экология горных технологий»
ФОРМИРОВАНИЕ ЭКОСЕТИ Г.ДОНЕЦКА НА ОСНОВЕ ТЕХНОГЕННО ВОССТАНОВЛЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
Научный руководитель: к.т.н.,проф.Артамонов Владимир Николаевич

Резюме
Биография
Библиотека
Ссылки
Отчет о поиске
Индивидуальный раздел

Реферат
   Содержание
  1. Цели, задачи и методы
  2. Актуальность
  3. Научная новизна и практическое значение
  4. Основные положения и нормативно-правовая база создания экосети
  5. Обзор литературы
  6. Понятие породный отвал. Влияние породных отвалов на окружающую среду
  7. Обоснование использования породных отвалов шахт как техногенно восстановленных элементов экосети
  8. Формирование техногенно вросстановленных элементов и их использование в качестве элементов экосети
  9. Выводы
  10. Перечень ссылок
 

Цели, задачи и методы

   Цель исследования – обосновать использование породных отвалов в качестве элементов экосети и указать, каким образом это возможно осуществить.

   Задачи:
  • отметить основные характеристики экосети и проанализировать разработки в этом направлении;
  • провести обзор и проанализировать экологическую ситуацию региона;
  • проанализировать ресурсы г. Донецка для создания локальной экосети;
  • установить влияние породных отвалов на окружающую природную среду;
  • провести обоснование формирования техногенно восстановленных элементов ради охраны окружающей природной среды.

   Идея работы заключается в том, что на месте породного отвала, благодаря его рекультивации, образовывается зеленая зона. Целью создания такой зоны является дальнейшее включение ее в состав локальной экосети. Создание такой территории будет способствовать улучшению экологической, экономической и, прежде всего, социо–культурной обстановке региона.

   Методы
  • аналитический;
  • обобщение известной научно-технической информации;
  • абстрактно-логический.
Актуальность

   Общее количество породных отвалов шахт и обогатительных фабрик в Украине превышает 1100 единиц, а территория, занимаемая ими, составляет 6300 гектаров земли, плодородной или пригодной под промышленное и жилищное строительство. Масса отвала содержит большое количество горючих веществ, что зачастую приводит к их самовозгоранию, выделению вредных газов, деформации, взрывам. Из горящего отвала средних размеров в течение года выделяется примерно 15 тысяч тонн углекислого газа, 5 тысяч тонн окиси углерода и большое количество пыли.

   В частности в г. Донецк насчитывается порядка 130 породных отвалов, которые занимают площадь более 1000 га. Дефицит зеленых насаждений общего пользования составляет – 905 га (42,8%). Леса и лесопосадки Донецка занимают 6 173 га, то есть 10,82 % от общей площади. Необходимое значение – 12,5 %.

   Объект исследования – породные отвалы г. Донецка

   Предмет исследования – возможность использования породных отвалов в качестве восстановленных элементов экосети города.


Научная новизна и практическое значение

   В настоящее время ведутся разработки по созданию региональной экологической сети Донецкой области, а г. Донецк входит в состав этой сети в качестве потенциального каркасного природного ядра. Это говорит о том, что создание экологической сети в самом г. Донецке крайне необходимо и первоочередно.

   В ходе создания локальной экосети планируется увеличить площади зеленых насаждений, восстановить антропогенно нарушенные земли, взять под особую охрану участки ландшафта, которые будут выступать в качестве структурных элементов, что в целом позволит не только укрепить позиции г. Донецка, как потенциального каркасного ядра региональной экосети, но и улучшит экологическое состояние самого города.


Основные положения и нормативно-правовая база создания экосети

   Экосеть – это единая территориальная система, которая образуется с целью улучшения условий для формирования и восстановления окружающей среды, повышения природно-ресурсного потенциала территории Украины, сохранения ландшафтного и биологического разнообразия, места жительства и развития ценных видов животного и растительного мира, генетического фонда, путей миграции животных через сочетание территорий и объектов природно-заповедного фонда, а также других территорий, имеющих особую ценность для охраны окружающей природной среды и в соответствии с законом и международными обязательствами Украины подлежащих особой охране [1].

   Объектом экосети считается отдельная ее составляющая, которая имеет признаки пространственного объекта – определенную площадь, границы, характеристики и т.д. К объектам экосети относятся территории и объекты природно-заповедного, водного, лесного фондов, сельскохозяйственные угодья экстенсивного использования (пастбища, сенокосы) [3].

   По значимости элементы экосети разделяют на пять ступеней, или уровней: биосферный, всеевропейский (континентальный), национальный, региональный, локальный [4].

   Структурные элементы экосети – это территории экосети, отличающиеся по функциями. К элементам Национальной экосети общегосударственного значения относятся [1]:

  • ключевые территории экологической сети – природные заповедники, заповедные зоны биосферных заповедников, национальных природных парков, региональных ландшафтных парков, другие значительные по площади ценные природные территории со строгим заповедным режимом, которые объединяются в единую территориальную систему с помощью природных коридоров;
  • природные коридоры – природные или приведенные к природному состоянию участки земли или водной поверхности, которые на разных уровнях пространственной организации экологической сети обеспечивают для природной среды условия непрерывности, системного единства и выполнение функции биокоммуникации. К главным природным коридорам в Украине отнесены реки Днестр, Южный и Западный Буг, Днепр и Северский Донец;
  • возобновленные территории, их выделяют в пределах природных комплексов, которые подверглись изменениям под влиянием антропогенных факторов или стихийных бедствий, и которые могут быть восстановлены путем осуществления соответствующих мероприятий. Возобновленными территориями являются также эродированные земли, земли, подлежащих рекультивации и др. Возобновленные территории обеспечивают формирование пространственной целостности экосети;
  • буферные территории выделяются с целью предупреждения негативного влияния хозяйственной деятельности на ценные природные комплексы и объекты. Буферные территории обеспечивают защиту ключевых и соединительных территорий от внешних воздействий. Буферная зона – это местность с естественным или частично измененным состоянием ландшафта, которая окружает самые ценные участки экологической сети и защищает их от воздействия внешних негативных факторов природного или антропогенного происхождения;
  • соединительные территории формируются, если элементы экологической сети территориально не сочетаются. Они объединяют между собой ключевые территории, обеспечивают миграцию животных и обмен генетическим материалом.
   Основными нормативно-правовыми актами, которые регулируют процесс формирования Национальной экосети Украины, являются:
  • Закон Украины «Об экологической сети Украины» (N1864–IV от 24 июня 2004 г.);
  • Закон Украины «Об Общегосударственной программе формирования национальной экологической сети Украины на 2000–2015 годы» (N1989 от 21 сентября 2000 г.);
  • Постановление Кабинета Министров Украины от 29.11.2001№ 1603 «Об образовании Координационного совета по вопросам формирования национальной экологической сети»;
  • Приказ от 16.10.2009№ 545 «Об утверждении Перечня редких и находящихся под угрозой исчезновения, и типичных природных растительных сообществ, которые подлежат охране и заносятся в Зеленую книгу Украины»;
  • Приказ от 13.11.2009№ 604 «Об утверждении Методических рекомендаций по разработке региональных и местных схем экосети».
   С формированием, управлением, сохранением и мониторингом Национальной экосети Украины также тесно связаны Законы Украины: «Об охране окружающей природной среды»; «Об основах градостроительства»; «Об охране земель»; «О землеустройстве»; «О местном самоуправлении в Украине»; Водный, Лесной и Земельный кодексы Украины и другие нормативно–правовые акты Украины [5].



Обзор литературы

   Что касается источников информации по вопросам создания экосети, то можно сказать, что их не так уж много и все они имеют определенную иерархию.

   Основным является текст Всеевропейской стратегии сохранения биологического и ландшафтного разнообразия, дальше идут концепции создания отдельных национальных сетей стран Европы (в Украине это перечисленные ранее по тексту нормативно-правовые акты). Национальные концепции разделяются на региональные (например, в Украине по областям) и локальные (по отдельным городам) программы.

   Доступ к этим источникам достаточно ограничен. С текстами нормативно-правовых актов на уровне страны проблем нет, но если концепция еще на стадии разработки – тогда она представляет собой ряд публикаций от разных авторов в различных сборниках научных конференций, научных журналов и т.д. Это характерно для региональных и локальных экосетей. Так, в интернете можно найти ссылки на уже принятые программы создания региональных экосетей (например, Одесской, Днепропетровской областей, АРК), но нет прямого доступа к тексту этих программ.

   Среди печатных источников можно отметить:
  • Остапко В. М., Глухов О. З., Блакберн А. А., Мулєнкова О. Г., Ендеберя А. Я. Регіональна екологічна мережа Донецької області: концепція, програма та схема/Під загальною ред. Остапко В. М. – Донецьк: Видавництво – ТОВ ТЕХНОПАРК, 2008. – 96 с.
  • Шеляг-Сосонко Ю. Р., Гродзинский М. Д., Романенко В. Д. Концепция, методы и критерии создания экосети Украины. – Киев: Фитосоциоцентр, 2004. – 144 с.
  • Марушевський Г. Б., Мельничук В. П., Костюшин В. А. Збереження біорізноманіття і створення екомережі: Інформаційний довідник. – Київ: Wetlands International Black Sea Programme, 2008. – 168 c.
  • Кобеньок Г. В., Закорко О. П., Марушевський Г. Б. Збереження біорізноманіття, створення екомережі та інтегроване управління річковими басейнами: Посібник для вчителів і громадських природоохоронних організацій. – Київ: Wetlands International Black Sea Programme, 2008. – 200 c.
  • Розбудова екомережі України/За ред. Ю.Р. Шеляг-Сосонка. – К., 1999. – 127 с.
  • Гавриленко О.П. Екогеографія України: Навчальний посібник. – К., 2008. – 646 с.
  • Самойленко В.М., Корогода Н.Л. Геоінформаційне моделювання екомережі. К.: Ніка–Центр, 2006. — 224 с.
   На мой взгляд, нужно создать информационный портал в интернете, который бы концентрировал все эти концепции и программы в одном месте. Это значительно ускорило бы разработки в направлении создания экосетей разного уровня, и Всеевропейской экосети, в целом.



Понятие породный отвал. Влияние породных отвалов на окружающую среду

   В процессе добычи угля подземным способом на поверхность выдается порода от проведения подготовительных и очистных работ, очистки и восстановления горных выработок, которая отсыпается обычно в один отвал. Количество ее зависит от системы разработки, горно-геологических условий, способа выемки угля и т.д. Выданная на поверхность порода складируется в различные по размерам и форме отвалы (конические, хребтовидные, платообразные (плоские), комбинированные). Они занимают большие площади ценных сельскохозяйственных земель, снижают производительность соседних земель, загрязняют атмосферу газами и пылью, нарушают гидрогеологический режим местности. Кроме того, воды (преимущественно токсичные), стекающие с отвалов, уничтожают растительность на прилегающей территории. Отвалы, расположенные вблизи населенных пунктов, ухудшают санитарно-гигиенические условия жизни людей [6].

   Нарушения земной поверхности, непосредственно связанные с производством горных работ, не ограничиваются только площадями горных отводов и территориями, которые выделяются для размещения отходов производства, но и оказывают влияние за их пределами. Фактически размеры зон нарушенных земель значительно превышают площади, занятые собственно объектами горного предприятия.

   Породные отвалы состоят из массы сыпучих пород (пустых пород угля и углистого сланца) и основы (части земной поверхности). В период своего существования отвалы не остаются неизменными. Их поверхность и форма по разным причинам меняются [7].

Конический породный отвал

Рис.1 – Конический породный отвал

Плоский породный отвал

Рис. 2 – Плоский породный отвал

   Основными факторами негативного влияния породных отвалов на окружающую природную среду являются:
  • нарушение естественного ландшафта земной поверхности;
  • пылегазовое загрязнение атмосферы;
  • нарушение гидрогеологического режима прилегающих территорий;
  • химическое и радиологическое загрязнение почв и вод.

Горящий породный отвал

Рис. 3 – Горящий породный отвал



Обоснование использования породных отвалов шахт как техногенно восстановленных элементов экосети


   Предложенная технология учитывает интересы:
  • землевладельцев и землепользователей (не нужно менять форму собственности);
  • местного населения (улучшение условий жизнедеятельности);
  • власти (участие в выполнении национальной программы создания экосети);
  • биоценоза (способствует восстановлению биоразнообразия, снижение уровня загрязнения окружающей среды).
   Основой технологии является рекультивация и озеленение породных отвалов с целью их использования в качестве элементов экосети.



Формирование техногенно восстановленных элементов экосети и их использование в качестве элементов экосети

   В Донецке насчитывается около 91 породного отвала угольных предприятий, входящих в состав ГП «Донецкуголь». Эти отвалы занимают порядка 800га площади города. Характеристику их форм и состояния можно увидеть на диаграмме (рис.4).

Анимация - Диаграмма характеристик отвалов - объем 52,2 Kb, 3 кадра, 10 повторений

Рис. 4 – Диаграмма характеристик отвалов шахт ГП «Донецкуголь»

   На диаграмме мы видим, что большинство отвалов – не действующие (67од. с 91 ед.), большинство отвалов – горят (53 ед. с 91од.). Наиболее распространенная форма – коническая (44 ед. с 91 ед.).

   Для того чтобы полностью ликвидировать опасность, которую несут отвалы, их необходимо было бы разобрать, а породу утилизировать. Однако это касается отвалов, которые не рекультивированны и не самоозеленены. Потому что, если отвал «самовосстановился», то разрушать естественно созданную экосистему не имеет никакого смысла. Такие территории необходимо рационально использовать. Например, включить их в состав элементов экосети города в качестве восстановленных территорий.

   Восстановленные территории – это территории подвергшихся изменениям под влиянием антропогенных факторов или стихийных бедствий, и которые могут быть восстановлены путем осуществления соответствующих мероприятий. Возобновляемые территории обеспечивают формирование пространственной целостности экосети [2].

   В представленной работе используется также термин «техногенно восстановлен элемент». Что он означает?

   Ландшафт – основная единица физико-географического районирования – генетически единая территория с однотипным рельефом, геологическим строением, климатом, общим характером поверхностных и подземных вод, закономерным сочетанием почв, растительных и животных сообществ.

   Техногенный ландшафт – измененный или искусственно созданный человеком на естественной основе ландшафт, природное равновесие в котором постоянно поддерживается человеком [8].

   Аналогично, можно утверждать, что техногенно восстановлен ландшафт – это искусственно восстановленный, для установления природного равновесия, нарушенный ландшафт.

   В нашем случае слово «ландшафт» заменяется на «элемент», чтобы подчеркнуть, что данная территория входит в состав экосети как ее структурный элемент.

   В первую очередь, в состав экосети можно включить недействующие не горящие отвалы. На данный момент эти объекты характеризуются различными состояниями, что можно увидеть на представленной диаграмме (рис. 5).

Диаграмма характеристик не действующих не горящих отвалов

Рис. 5 – Диаграмма характеристик не действующих не горящих отвалов

   Диаграмма указывает на то, что большинство отвалов никак не задействованы и не преобразованы.

   Для включения не горящих недействующих отвалов (43 единицы) в структуру экосети, их необходимо рекультивировать: переформировать, засыпать землей соответствующего качества и свойств, и засадить многолетними растениями. При наиболее благоприятном результате рекультивации, эти территории должны представить ландшафты и биоразнообразие данной зоны, с целью дальнейшего их использования в качестве природных ядер.

   В свою очередь, рекультивация (без переформирования) не горящих недействующих отвалов позволит увеличить площадь зеленых насаждений на 156,77 га. А если учесть размеры санитарно-защитной зоны в размере 300 м по периметру каждого отвала, то значительно больше. Эти меры очень актуальны в условиях дефицита зеленых насаждений и лесных угодий в городе [9].

   Для определения масштабов работ по рекультивации в первую очередь необходимо оценить степень озеленения породных отвалов на данный момент. Для этого предлагается применять коэффициент озеленения отвалов (используя, как вспомогательную программу Google Earth), который характеризует отношение площади зеленых насаждений к площади породного отвала, свободной от озеленения (% или доля).

   Определение коэффициента озеленения отвалов является одной из начальных операций формирования экосети донецкого мегаполиса.

   На основании полученных для каждого отвала коэффициентов, можно определить порядок озеленения и степень необходимого дополнительного озеленения, приняв за эталонный отвал, который наиболее точно представляет ландшафты и биоразнообразие данной зоны.

   Порядок работ может быть определен как от самого не озелененного к наиболее озелененному или же наоборот (в зависимости от количества привлеченных ресурсов). Также, критерием определения очередности работ может выступать форма отвала: сначала плоские, затем в форме усеченного конуса, затем в форме конуса.

   Не горящие отвалы, главным образом, выступают источником образования пыли. Известно, что в среднем с 1кв. м поверхности породных отвалов сдувается около 50 мг взвешенных твердых частиц за сутки.

   Твердые частицы аэрозолей оседают на листве, стволах и ветвях растений, а количество осажденной пыли, особенно на листовой поверхности для различных пород растений разная.

Перечень растений и их пылеулавливающие свойства

Таблица 1 – Перечень растений и их пылеулавливающие свойства 

   Анализ данных таблицы показывает, во-первых, на очень низкие пылеулавливающие свойства кустов, во-вторых, масса осажденной пыли не находится в прямой зависимости от суммарной площади листовой поверхности.

   Можно сделать вывод, что наиболее эффективными пылеулавителями является ясень зеленый, тутовое дерево, клен ясенелистный, тополь канадский и ива, которые рекомендуются для создания СЗЗ в пределах породных отвалов [10]. При этом, СЗЗ сразу приобретает роль буферной зоны как элемента экосети.

   Таким образом, превращая породные отвалы в элементы экосети, мы не только обеспечим полноценность ее структуры, но и решим одну из основных проблем г. Донецка: проблему породных отвалов шахт, которые занимают огромные площади земельных ресурсов и наносят вред окружающей среде и здоровью населения.



Выводы

   Огромная техногенная нагрузка на Донбасс вынуждает заниматься вопросом использования породы, которая добывается и проблемами уже существующих породных отвалов, потому, что успешное решение этих задач ведет к:

   1) решению экологических проблем:
  • уменьшение загрязнения воздуха ядовитыми газами, пылью и др.;
  • снижение загрязнения водных объектов Донецкой области стоками с терриконов;
  • уменьшение добычи различных природных ресурсов и сохранению природных богатств для будущих поколений за счет разработки ресурсов, которые уже есть;
  • снижение деформации земной поверхности (провалов почвы, домов, появлению оврагов и т.д.)
  • уменьшение загрязнения плодородных земельных площадей, за чертой города, которые могли бы быть использованы для сельскохозяйственных угодий.
   2) решение социальных и экономических проблем:
  • предупреждение загромождения земель в городе, которые могли бы быть использованы для лучших целей;
  • появление рабочих мест;
  • улучшению здоровья людей, проживающих на территории Донбасса;
  • улучшению состояния города.
   Работы по исследованию породных отвалов Донецкого региона часто носили разрозненный, выборочный, достаточно бессистемный характер. Накопленный материал требует систематизации с учетом научно-технического прогресса.

   Решение проблемы породных отвалов находит свое место в их преобразовании в элементы экосети города с помощью предварительного искусственного восстановления.




Перечень ссылок
  1. Закон України «Про екологічну мережу України» від 24 червня 2004 p. № 1864–IV//Урядовий кур'єр. — 2004. — 14 вересня. — № 172.
  2. Закон України «Про Загальнодержавну програму формування національної екологічної мережі України на 2000–2015 роки” від 21 вересня 2000 р. №1989 111//Урядовий кур'єр. — 2000. — 8 листопада. — № 207.
  3. Остапко В. М., Глухов О. З., Блакберн А. А., Мулєнкова О. Г., Ендеберя А. Я. Регіональна екологічна мережа Донецької області: концепція, програма та схема/Під загальною ред. Остапко В. М. – Донецьк: Видавництво – ТОВ ТЕХНОПАРК, 2008. – 96 с.
  4. Гавриленко О.П. Екогеографія України: Навчальний посібник. – К., 2008. — 646 с.
  5. Екомережі – Інформаційний екологічний портал ECOLOG [електроний ресурс]. – Режим доступу: http://ecolog.at.ua/index/0–21
  6. Охрана окружающей среды в горной промышленности. В.И. Николин, Е.С. Матлак. – Д. : Вища школа. Головное издательство, 1978. – 192с.
  7. Техногенные последствия закрытия угольных шахт Украины: монография/Ю.Н.Гавриленко, В.Н.Ермаков, Ю.Ф.Кренида и др. – под ред. Ю.Н. Гавриленко, В.Н. Ермакова. – Д.: «Норд–Пресс», 2004. – 631 с.
  8. И. Добровольский И.А. Эколого-биогеоценологические основы оптимизации техногенных ландшафтов степной зоны Украины путем озеленения и облеснения (на примере Криворожского железорудного бассейна). Автореф. ... д. б. н. Днепропетровск, 1979.
  9. Поволоцкая И.В. Рівень озеленення міста Донецька як екологічний показник сталого розвитку – Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів – 2010/Матеріали ХХ Всеукраїнська наукова конференція аспірантів і студентів. – Донецьк, ДонНТУ – 2010.
  10. Поволоцкая И.В. Озеленення прилеглих територій породних відвалів – засіб покращення навколишнього середовища – Сучасні проблеми екології та геотехнологій – 2010/Матеріали VII Міжнародна наукова конференція студентів, магістрів та аспірантів. – Житомир, ЖДТУ – 2010.

Резюме| Биография| Библиотека| Ссылки| Индивидуальный раздел