КОМПЛЕКСНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТОЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ТЕРРИТОРИИ МИКРОРАЙОНА ХОХЛОВО ПОЛЕ ГОРОДА ГАТЧИНА

Исполнители работы: Сысоев Марк (9 кл.), Федотов Кирилл (9 кл.), школа-лицей № 3, г. Гатчина

Руководители работы: Лаппо О.В., Мирошкина С.М.

Лауреаты IV Международной молодежной Биос-олимпиады-99, награждены дипломами III степени

Сысоев Марк	Федотов Кирилл

Введение

На протяжении последних лет учащимися школы-лицея № 3 проводилось довольно много небольших экологических исследований. Изучалось состояние окружающей среды, ее изменение под воздействием деятельности человека: определялась кислотность выпадающих осадков, уровень шума и радиационного фона, наличие свинца в листьях растений, проводился биомониторинг воздуха с помощью лихеноиндикации, хвойной методики и др. Но результаты этих работ были разрознены, не собраны в единый блок по определенной территории, не всегда отображалось территориальное размещение тех или иных точек экологического мониторинга. Все это затрудняет использование в дальнейшем этих материалов, а ведь состояние окружающей среды меняется и хотелось бы проследить это изменение по результатам исследований разных лет.

Одним из способов накопления, систематизации и хранения информации о состоянии и качестве окружающей среды могут быть геоэкологические карты. Один лист карты может заменить несколько листов машинописного текста, причём умеющему её читать карта показывает не только территориальное размещение того или иного объекта, явления, но и результаты их взаимодействия, возможные пути развития и изменения окружающей среды.

1. Цели и задачи работы

Исходя из значимости работы по накоплению экологической информации и необходимости ее пространственного отображения, целью своей работы мы поставили начать комплексное исследование состояния окружающей среды микрорайона Хохлово поле города Гатчины и создание серии геоэкологических карт.

В ходе работы мы должны были решить следующие задачи:

1. определить границы изучаемой территории;
2. подготовить картографическую основу территории;
3. изучить объекты, расположенные в микрорайоне, и возможность их влияния на воздух, воду, почву территории, а значит и на здоровье людей;
4. выбрать факторы, которые наиболее сильно влияют на окружающую среду, изменяя ее в худшую сторону, или те, которые представляются наиболее опасными жителям, проживающим в микрорайоне;
5. изучить эти факторы, и результаты работы нанести на карту.

2. Определение предмета исследования и выбор картографической основы

Исследуемая территория находится на северо-западе Гатчины. Практически весь микрорайон Хохлово поле является микрорайоном школы - лицея №3. Для удобства исследования мы выбрали территорию, ограниченную улицами: с севера — улицей Рощинской, с востока — проспектом 25 Октября, с юга — улицей Хохлова, с запада — улицей Крупской.

В условиях города на природную среду оказывает влияние сама застройка, ее плотность, расположение дорог, профиль и размещение предприятий. Изучение городского ландшафта и создание ландшафтной карты стало первым этапом нашей работы.

Многие предприятия города сейчас работают не на полную мощность, влияние их на окружающую среду уменьшилось, а количество автотранспорта увеличилось. Автотранспорт стал основным загрязнителем окружающей среды города, поэтому мы решили изучить интенсивность движения автотранспорта на улицах микрорайона и результаты работы нанести на карту.

Микрорайон Хохлово поле — территория, наиболее близко прилегающая к площадке Петербургского института ядерной физики. Несмотря на заверения средств информации о безопасности соседства с таким объектом, население, проживающее в микрорайоне, считает, что деятельность института приводит к повышению уровня радиации, и не всегда доверяет им.

Сотрудники ОРБ ПИЯФ РАН проводят систематический контроль за уровнем радиации в 12 точках микрорайона. Мы решили продублировать эти измерения и увеличить количество до 64 точек.

За картографическую основу мы взяли топографическую карту города масштаба 1: 5000 и увеличили ее в 2 раза. (Формат А1)

Составление геоэкологических карт осуществлялось поэтапно.
Подготовительный этап. Сбор и систематизация необходимой информации в соответствии с задачами исследования (полевые наблюдения, статистические данные, информация, собранная в комитетах и отделах экологии с помощью интервьюирования и анкетирования).
Проектирование. Выбор географической и математической основы карты; способов отображения—условных знаков (самостоятельное выполнение карты или картосхемы местности, получение готовой схемы в отделе архитектуры).
Составление карты. Нанесение собранной информации на географическую основу (обработка информации и нанесение её на карту в виде условных знаков, столбчатых и круговых диаграмм).

3. Характеристика городского ландшафта микрорайона и определение источников загрязнения территории

Первым этапом нашей работы стало изучение особенностей городской окружающей среды в пределах выбранного микрорайона и создание ландшафтной карты.

Микрорайон Хохлово поле находится на северо-западе города Гатчины. Площадь района — 1,5 км². Численность населения — 12 тыс. человек (15% населения города).

Рельеф территории слабо всхолмленный, нарушен строительными работами. Самые высокие точки — в центре микрорайона и на севере — 90 метров над уровнем моря.

Учитывая преобладающие западные направления ветров, субмеридиональное расположение улиц способствует хорошему воздухообмену и проветриванию территории микрорайона.

По данным наших исследований в микрорайоне Хохлово поле преобладает жилая застройка, там находится 90 домов разной этажности, в которых 4947 квартир. Используя данные ЖРЭУ ПИЯФ о проживающих в 10 домах микрорайона, мы установили, что в каждой квартире в среднем проживает 2-3 человека. Всего же в микрорайоне проживает около 12260 человек. Это население ежедневно расходует 4170 м³ газа, 2943360 литров холодной и 1839600 литров горячей воды. Ежедневно на городскую свалку вывозится около 1 тонны бытовых отходов.

Так как в районе преобладают здания жилой застройки, то бытовые отходы являются одним из загрязнителей окружающей среды. Мусор собирается на специально отведенных площадках в баки и вывозится на городскую свалку. Однако вывоз мусора не всегда производится своевременно, особенно от школы, и тогда он сжигается. Это недопустимо, так как при сгорании мусора химического происхождения образуются токсичные вещества, которые попадают в воздух и наносят вред здоровью населения. К сожалению, мусор выбрасывается не сортированным, что делает невозможным его вторичную переработку.

Кроме жилых зданий, на территории микрорайона есть несколько промышленных предприятий: консервный завод, валяльный цех Промкомбината, районный узел связи, завод Гатчинсельмаш и предприятия социально-бытового назначения (детские сады, поликлиника, магазины, рынок и т.д.).

Промышленные предприятия находятся на северо-востоке микрорайона, что, учитывая розу ветров, благоприятно. Самое крупное предприятие — завод Гатчинсельмаш — не работает. Однако среди отходов работающих предприятий (по данным Комитета по охране природы) достаточно вредных веществ, таких как углеводороды, диоксид серы, оксид углерода, меховая пыль, сажа, оксид азота, фтор, хром, марганец и другие, что не может не оказывать губительного влияния на окружающую среду, а значит, и на здоровье людей.

Основным поставщиком загрязняющих веществ на территории микрорайона в данное время является автотранспорт. Одна из улиц микрорайона, проспект 25 Октября, — важнейшая магистраль города. Наибольшее количество (более 200) загрязняющих веществ дают карбюраторные двигатели: оксид углерода, оксид азота, несгоревшие углеводороды .... А при сгорании 1 литра бензина выделяется 200-400 мг свинца, следовательно, 1 легковой автомобиль за год выбрасывает в воздух 0,3-1 кг свинца.

На территории микрорайона довольно много зеленых насаждений. Большие площади зеленые насаждения занимают в западной части микрорайона. С юго-запада и запада территория окаймлена лесопарковой зоной. Это очень важно, так как известно, что зеленые растения могут быть не только чуткими индикаторами загрязнения атмосферного воздуха, но и поглощать в значительных количествах вредные компоненты, т.е. выполнять оздоровительную функцию.

Изучение городского ландшафта микрорайона позволяет сделать вывод, что Хохлово поле имеет удачное расположение на северо-западе города, спланирован как спальный район, на его территории нет крупных промышленных предприятий, а самое «грязное» — Гатчинсельмаш — практически бездействует. Настораживающим фактом является то, что по соседству со школой находятся и небольшие промышленные предприятия. А так как тяжелые металлы, меховая пыль способны накапливаться в верхнем слое почвы, а затем с пылью попадать в органы дыхания, то желательно провести исследование почв пришкольного участка.

4. Исследование интенсивности движения автотранспорта на улицах микрорайона Хохлово поле и оценка количества выброса вредных веществ

Гатчина — один из важнейших транспортных узлов Ленинградской области. Здесь сосредоточено большое число транспортных единиц., через город проходит такая крупная автомагистраль, как Киевское шоссе. И хотя существует полукольцевая дорога, в городе движение остается интенсивным.

Мы решили определить интенсивность транспортного движения в микрорайоне Хохлово поле. Для этого мы определили 15 точек наблюдения. В этих точках в рабочие и выходные дни с 15.00 до16.00 часов мы наблюдали за тем, какое количество легковых, грузовых автомобилей или автобусов проходит по автомагистрали.

Таблица 1

Определение количества единиц автотранспорта, проходящего по участку пр. 25-го Октября с 15.00 до 16.00 часов 13 декабря 1998 года
(точка 1)

Мы установили, что наибольшее количество автотранспорта на улицах города движется в рабочие дни. Среди транспортных средств преобладают легковые автомобили. Наиболее интенсивно движение на проспекте 25 Октября (более 1000 автомобилей за час), следовательно, и наибольшее количество продуктов сгорания топлива попадает в воздух и оседает на почву именно в этой части города. Наименьшее количество автомобилей за час (менее 50) проходит по улицам Коли Подрядчикова и Хохлова.

Определив интенсивность движения на улицах микрорайона, мы решили рассчитать количество вредных выбросов в атмосферу, используя методику, изложенную в "Практикуме по экологии" автора С.В.Алексеева.

Основными отходами при сгорании топлива являются СО, NO₂ и углеводороды. Превышение ПДК по этим веществам может привести к возникновению заболеваний системы органов дыхания, аллергий, головных болей, рака. Оксиды азота являются причиной истощения озонового слоя, свинец, накапливающийся в придорожной полосе и попадающий вместе с пылью в лёгкие, также оказывает отрицательное влияние на здоровье людей.

Для того, чтобы узнать массу вредных веществ для каждой точки, мы сначала определяли общий путь всех единиц транспорта (L_i). Для этого количество транспортных единиц, зарегистрированных за 1 час (N_i),мы умножали на 0.1 км (l). Затем, используя данные таблицы "Средние нормы расхода топлива автотранспортом при движении в условиях города" по каждому виду топлива (бензин и дизельное топливо), мы определили объем вредных веществ (S_Q л):

Q_i=L_i*Y_i,

Q = Q_{бензина} + Q_{дизельного топлива}

Расчет общего пути для каждого типа автотранспорта: L_i = N_i * l

L_i — общий путь каждого вида,

N_i — количество автотранспорта каждого вида за 1 час,

l — длина участка, на котором считался автотранспорт в км,

i — тип автотранспорта.

Таблица 2

Средние нормы расхода топлива автотранспортом при движении в условиях города

Таблица 3

Определение общего количества сожжённого топлива каждого вида

Расчёт количества топлива разного вида, сжигаемого двигателями автотранспорта: Q_i = L_i* Y_i.

Таблица 4

Значения эмпирических коэффициентов, определяющих выброс вредных веществ от автотранспорта в зависимости от вида горючего

Таблица 5

Расчёт общего количества выделившихся вредных веществ в литрах при нормальных условиях по каждому виду топлива

Определив общий объём выделенных транспортом вредных веществ, мы определили их массу, используя формулу m=V(S_Q)*M/22.4, где
М — молярная масса M(CO) = 28 г/моль, M(C₅H₁₂) = 72 г/моль, М(NO₂) = 46 г/моль, V — общий объём вредных веществ. Рассчитав результаты, мы занесли их в таблицу.

Таблица 6

Расчётная оценка количества выбросов вредных веществ в воздух от автотранспорта (сводная таблица)

Расчёты показали, что на момент наблюдения наибольшая масса CO выявлена на проспекте 25 Октября и составила 10.5 г, C₅H₁₂ на улице Крупской — 22.8 г, NO₂ на проспекте 25 Октября — 1.4 г, наиболее низкое содержание CO было на улице Хохлова — 0.018 г, C₅H₁₂ на улицах Коли Подрядчикова и 7 Армии — 0.16 г и 0.19 г, соответственно, NO₂ на улице Хохлова — 0.002 г. Таким образом, можно сделать вывод, что наибольшее загрязнение от движения автотранспорта приходится на пр.25 Октября и ул. Рощинская. На здоровье людей влияет шум от движущегося транспорта, пыль, а также отходы, образующиеся при сгорании топлива. Всё это увеличивает вероятность для людей, особенно проживающих на первых этажах домов этих улиц, иметь заболевания дыхательных путей. Запретить движение автотранспорта по городу невозможно, поэтому мы считаем, что жителям города, водителям автотранспорта и городскому хозяйству нельзя пренебрегать следующими рекомендациями:

1. Увеличить количество зелёных насаждений, наряду с деревьями высадить "зелёные изгороди" из кустарников, озеленить балконы.
2. Чаще поливать проезжую часть, тротуары и делать влажную уборку в квартирах.
3. Контролировать движение транзитного автотранспорта, не допускать его движения через город, т. к. существует кольцевая дорога.
4. Водителям автомобилей следить за состоянием автотранспорта, так как неисправные двигатели выбрасывают в окружающую среду больше отходов.
5. На проспекте 25 Октября постепенно расселить жилые дома, перемещая население в глубину микрорайона.
6. По возможности сократить время задержек автотранспорта у светофоров.
7. Использовать подземное пространство для автостоянок и гаражей.
8. Переводить транспорт на менее токсичное газовое топливо.

5. Исследование радиационного фона в микрорайоне Хохлово поле

В 65 км от Гатчины находится г. Сосновый Бор, где расположена Ленинградская атомная электростанция имени В. И. Ленина (ЛАЭС). Кроме того, в 4 км от Гатчины находится Петербургский институт ядерной физики имени Б. П. Константинова Российской Академии наук (ПИЯФ РАН). Многие жители Гатчины до сих пор считают, что деятельность ЛАЭС и ПИЯФ РАН оказывает влияние на радиационный фон города. Мы решили провести измерения уровня гамма-излучения в микрорайоне Хохлово поле, наиболее близком из всех микрорайонов города к ПИЯФ РАН.

Изучив устройство и принцип работы дозиметра-радиометра Анри 01-02 "Сосна", мы определяли мощность дозы гамма-излучения в 64 точках микрорайона. В каждой точке мы производили 3 измерения, после чего высчитывали среднее значение. В 35 точках мы провели измерения дважды в разные дни. Результаты приведены в таблице 7.

В целом уровень гамма-излучения в микрорайоне колеблется в пределах нормы от 9.3 до 23.0 мкР/ч, наиболее высокий уровень радиации наблюдается на автодорогах с высокой степенью загруженности автотранспортом. Так, на проспекте 25 Октября на промежутке от ул.7 Армии до ул Гагарина прибором зафиксировано 22 мкР/ч, а при повторном измерении в другой день даже 23 мкР/ч. Самый низкий уровень радиации наблюдается по ул. Крупской на промежутке от гостиницы "Академическая" до ул. Рощинской (до 19.0 мкР/ч).

Из приведенных данных можно сделать вывод: в целом уровень гамма-излучения в микрорайоне Хохлово поле не превышает величины естественного фона, характерного для данной местности, что подтверждают и предыдущие исследования радиационного фона.

Таблица 7

Уровень радиационного фона в микрорайоне Хохлово поле

Заключение

Проведенные исследования городской среды микрорайона Хохлово поле показали, что территория имеет удачное географическое положение на западе города, что благоприятно для строительства жилых кварталов.

Основными источниками загрязнения территории являются: автотранспорт, промышленные предприятия и бытовые отходы. Наибольшее автотранспортное загрязнение наблюдается на проспекте 25 Октября и ул. Рощинской. Поэтому здесь необходимо уделять большее внимание озеленению территории, контролю за использованием автотранспорта, регулированию транспортных потоков.

Администрации и активу школы-лицея № 3 в ходе благоустройства территории необходимо подумать о высадке быстро растущих деревьев и живой изгороди на границе с промышленными предприятиями, чтобы уменьшить их влияние.

Жилищному хозяйству города необходимо контролировать своевременность вывоза бытового мусора, продумать возможность его сортировки, утилизации и вторичного использования.

Созданные нами геоэкологические карты помогут довести результаты нашего исследования до сведения учащихся и их родителей, которые и являются населением микрорайона Хохлово поле. В зависимости от места жительства каждый сможет решить, где лучше проводить свободное время, стоит ли посадить дерево перед домом, где оставлять личный автотранспорт, какое влияние уделять экологии своего жилища.

Используемая литература

1. Чижевский А.Е.. Я Познаю мир: Детская энциклопедия, экология. М.,1997.
2. Кучер Т.В. Экологическое образование учащихся в обучении географии. М., Просвещение, 1990.
3. Алексеев С.В, Груздева И.В., Муравьёв А.Г., Гущин Э.В. Практикум по экологии. М., 1996.
4. Гладкий В.П. Урбанизация и экология. Л., 1990.
5. Рыжов Р.А. Городская среда в зеркале школьного экологического мониторинга. Журнал «География в школе» № 3,7 1998.
6. Мирошкина С.М., Королев В.Г., «Экология. Безопасность. Жизнь.» Программа «Школьная экологическая инициатива», вып.5,7, г. Гатчина 1997, 1998 .

	Перейти к оглавлению