D.Tech., Assoc. Prof., академик МАНЭБ О.В. Васильев¹,

к.б.н. Б.А. Артеменко², М.О. Васильев¹

¹Челябинский государственный университет, Россия

²Челябинский государственный педагогический университет, Россия

Комплексное благоустройство территорий по улучшению экологической обстановки окружающей среды

г. Челябинска

В атмосферный воздух, поверхностные водоемы и почвы с выбросами промышленных предприятий, автомобильного транспорта и хозяйственно-бытовых объектов ежегодно поступает большое количество различных вредных веществ. В зависимости от качественного и количественного состава промышленных выбросов, их периодичности, климатических условий определяющих перенос, рассеивание и вымывание вредных веществ атмосферными осадками и прочих факторов, формируется реальная обстановка загрязнения окружающей природной среды населенных пунктов, особенно это касается городов, где располагаются крупные промышленные предприятия. К таким относятся и г. Челябинск, где размещается свыше 20 предприятий металлургической, химической и машиностроительной отраслей производства, основными из них являются: Челябинский металлургический комбинат, Челябинский электрометаллургический комбинат, Челябинский цинковый завод, Челябинский трубопрокатный завод и др.

Усиливающийся «металлический пресс» на все компоненты природной среды за счет техногенного загрязнения атмосферного воздуха жилых территорий, промышленными предприятиями черной и цветной металлургии, топливно-энергетического комплекса, горнодобывающей и перерабатывающей промышленности, а также автомобильный транспорт (табл. 1, 2) резко снижает экологическую обстановку как в городе, так и регионе.

Таблица 1 – Показатели выбросов загрязняющих веществ от стационарных источников, Челябинской области за 2011 г. тыс.т*

Загрязняющие вещества	Выброшено В атмосферу	Уловлено и обезврежено
Всего, в том числе:	693,765	3 888,292
твердых веществ	149,731	3 788,036
жидких и газообразных веществ, из них:	544,033	100, 256
диоксида серы	147,33	73,451
оксида углерода	293,396	22,569
оксидов азота	79,801	0,547
углеводородов (без ЛОС)	10,824	0,583
летучих органических соединений	9,92	1,522
прочих газообразных и жидких веществ	2,763	1,584

* Комплексный доклад о состоянии окружающей среды Челябинской области в 2011 году.

Таблица 2 – Доля проб почвы, не соответствующей гигиеническим нормативам по санитарно-химическим показателям в селитебной зоне**, %*

Наименование	2009 г	2010 г	2011 г
Челябинская область	27,0	24,4	50,5
Российская Федерация	7,2	8,4	-
Уральский Федеральный округ	15,4	12,7	-

**В селитебной зоне могут размещаться отдельные коммунальные и промышленные объекты, не требующие устройства санитарно-защитных зон. Превышение среднего показателя по области по санитарно-химическому загрязнению почвы селитебной зоны на (50,5%) в 2011 году отмечено в г. Челябинске и Златоусте, Сосновском и Кусинском муниципальных районах.

Высокая концентрация тяжелых металлов в почве, приводит к снижению их плодородия, биологической продуктивности растений и возможности к естественному самоочищению от вредных веществ из почвенного раствора (табл. 3).

Таблица 3 – Доля проб почвы, не соответствующей гигиеническим нормативам по содержанию тяжелых металлов в селитебной зоне, %*

Наименование	2009 г.	2010 г.	2011 г.
Челябинская область	24,6	20,2	33,4
свинец	8,7	8,1	3,9
кадмий	0,6	0,26	1,0***
ртуть	0	0	0,15

*** Превышение среднего показателя по области (1,0%) по загрязнению почвы селитебной зоны кадмием отмечено в г. Челябинске и Кусинском муниципальном районе.

По проведенной оценке в 2010-2011 гг., уровень загрязнения атмосферного воздуха в г. Челябинске можно было охарактеризовать как «высокий». Индекс загрязнения атмосферы (ИЗА), по которому оценивается качество атмосферного воздуха, составил: 11,0 (2010 г.) и 11,3 (2011 г.). Наибольший вклад в загрязнение атмосферы вносили: бенз(а)пирен – 3,1 раза, формальдегид – в 2,7 раза.

В 2011 г. в атмосферном воздухе г. Челябинска были зафиксированы максимальные из разовых концентраций загрязняющих веществ, превышающие нормативные значения (табл. 4).

Таблица 4 – Максимальные из разовых концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе (2011 г.).

№ поста	Вещество	Превышение ПДКмр
23	Взвешенные вещества	5,6
23	Фенол	2,9
22	Оксид углерода и сероводород	2,8
16	Фторид водорода	2,4
17	Диоксид азота и формальдегид	2,1
18	Диоксид серы	1,8
27	Оксид азота	1,7

*Оценка качества атмосферного воздуха проводилась с учетом принятых Минздравом стандартов предельно допустимых концентраций (ПДК) в воздухе с использованием комплексного показателя – индекса загрязнения атмосферы (ИЗА), по которому установлены 4 качества воздуха: низкий, повышенный, высокий и очень высокий.

Для улучшения экологической обстановки окружающей среды в г. Челябинске необходимо осуществить комплексное благоустройство территорий города, с учетом формирования его архитектурно-художественного облика. Обеспечение рекреационных потребностей населения, защиту от транспортного шума, выбросов вредных веществ, регулирование температурно-влажностного, радиационного и ветрового режимов в пределах города в целом и на прилегающих территориях, а также создание условий способствующих продлению срока комфортности и жизнедеятельности населения, направленное на сознательное использование полуфункциональности зеленых насаждений, которое предусматривает улучшение экологической ситуации мегаполиса, в комплексе с решением хозяйственных и социальных задач.

Реализация этих задач, должна быть отражена в:

- конкретизации и более детальной проработке системы размещения зеленых насаждений, в проекте генерального плана г. Челябинска;

- комплексном развитии зеленой зоны, которая должна включать внутри- и внешнегородские насаждения.

Генеральный план г. Челябинска должен отражать целостность и единство системы озеленения, чтобы промышленные и жилые объекты не занимали территории, предназначенные для размещения зеленой зоны.

Размещение зеленых насаждений предусматривает выполнение ими различных функций по зонам загрязнения атмосферного воздуха, почвы, водных объектов и т.д. Установлено, что запыленность воздуха озелененных территорий ниже на 40%, чем на открытых местах, в них улавливается до 70-80% аэрозолей. По площади, не менее 30% территорий должно быть занято объектами «зеленого строительства». Способность растительных сообществ очищать атмосферный воздух от пыли и аэрозолей, объясняется физиологическими и биологическими процессами, а также физико-механической способностью растений задерживать и осаждать пыль.

В этом отношении ценными видами являются: Acer campestre L., Caragana arborescens Lam., Fraxinus excelsior L., Hippophaë rhamnoides L., Larix sibirica Ledeb., Lonicera tatarica L. и L. xylosteum L., Pinus sylvestris L., Sambucus racemosa L., Syringa vulgaris L., Ulmus glabra Huds. и др. Они районированы к климатическим условиям Южного Урала, устойчивы к загрязнению атмосферного воздуха и почвы тяжелыми металлами, имеют большую суммарную величину листовой поверхности, и следовательно, осаждают большое количество пыли, аэрозолей и газообразных примесей. Наиболее благоприятное влияние на содержание легких ионов в атмосферном воздухе, оказывают: Betula pendula Roth, Larix sibirica, Pinus sylvestris, Populus balsamifera L., Thuja occidentalis L., Tilia cordata Mill., Quercus robur L. и виды рода Juniperus L.

Городские насаждения должны иметь взаимосвязь с лесными массивами и пригородными лесонасаждениями, санитарно-защитными зонами промышленных предприятий и др.

Достаточно указать на такие факторы: потоки сернистого газа задерживаются сосновым лесом в пределах 4 км от источника загрязнения, в тоже же время на открытых территориях они распространяются в радиусе до 7 км. Один гектар сомкнутого соснового леса за летний период способен поглотить до 200-250 кг двуокиси серы, 100-200 кг хлора, 75-100 кг фтора и осадить 40-45 тонн пыли. Все это с полным основанием позволяет считать, лесные массивы во взаимосвязи с пригородными и городскими древесно-кустарниковыми и травяными насаждениями эффективным средством очистки атмосферного воздуха мегаполиса.

В соответствии с картами загрязнения почв тяжелыми металлами городские территории подразделяются на три зоны: максимального загрязнения, среднего загрязнения, минимального загрязнения.

Первая зона – это территория повышенной экологической опасности (отвалы технологических отходов, городская свалка, санитарно-защитная зона промышленных предприятий, автострады и т.д.). Для данной зоны, намечают комплекс природоохранных мероприятий по снижению уровня загрязнения атмосферного воздуха, нейтрализации воздействия соединений тяжелых металлов на почву, растительность и здоровье человека.

При этом, должны быть проведен весь комплекс природоохранных мероприятий по уменьшению выбросов загрязняющих вредных веществ в атмосферу, поверхностные и грунтовые воды, химико-технологические мероприятия по нейтрализации соединений тяжелых металлов в почвах, отходов производства, городских свалок, а также мероприятия по озеленению данных участков территорий из тех растений, которые способны очистить воздушный бассейн от вредных примесей и пыли, и аккумулировать соединения тяжелых металлов из почвенного раствора. Посадки деревьев и кустарников следует создавать с полнотой 0,6-0,8%, сконцентрированными плотными группами, при последующем формированием насаждений через 5 лет после сдачи объектов зеленого строительства в эксплуатацию.

Основными древесными и кустарниковыми породами для этой цели являются: Acer negundo L., A. tataricum L., Betula pendula, Caragana arborescens, Crataegus sanguinea Pall., Lonicera tatarica, Pinus sylvestris, Populus balsamifera, Rosa canina L., Sorbus aucuparia L., Tilia cordata, Ulmus glabra, U. pumila L.

Для металлургических, машиностроительных и металлообрабатывающих предприятий, санитарно-защитная зона должна быть не менее 1000 м от границы территории (забора), а зеленые насаждения должны занимать не менее 60-70% территории санитарно-защитной зоны.

Посадки зеленой зоны, создаются ажурными при чередовании закрытых и открытых пространств, что будет воздействовать на рассеивание газообразных выбросов и пыли, а также на аэрацию. Защитные полосы должны состоять из нескольких рядов древесных пород и 2-4 рядов кустарников, так называемой (опушки), которая должна быть очень плотной, без просветов во всех ярусах и обращена к источникам выбросов вредных веществ. Центральные ряды создаются менее плотными, а опушка, обращенная внутрь зоны, при большой ширине должна быть ажурной конструкции, наиболее эффективными – являются широкие полосы 40-100 м. Что касается озеленения автомагистралей, то оно может быть решено в виде бульвара, насаждения должны быть размещены со стороны примыкающих производственных зданий.

Вторая зона – это территория основных кварталов жилой застройки. Здесь должно предусматриваться создание оптимальных и комфортных условий жизни населения. Основой для озеленения этой зоны являются улицы и проспекты. Задача озеленения может быть решена с учетом спланированных и природных условий и с учетом транспортного потока. Эти факторы обуславливают подбор растений для озеленения улиц. Искусственные посадки должны создавать конвекционные потоки воздуха и снижать уровень его загрязнения, при этом уменьшить амплитуду колебаний температуры воздуха на данных территориях.

В дополнение к ранее перечисленным древесным видам, рекомендованным для зоны максимального загрязнения почв, можно предложить: Amelanchier ovalis Medik., Fraxinus excelsior, Larix sibirica, Populus tremula L., Prunus tomentosa Thunb., Quercus robur, Ribes aureum Pursh, Sambucus racemosa. При однорядной их посадке, требуется полоса 1,5 м, при двухрядной – 4 м, а посадка деревьев и кустарников в шахматном порядке, требует минимальной полосы в 3 м, расстояние между деревьями в ряду, должно быть не менее 5 м. Крупные транспортные магистрали на всем своем протяжении, должны проходить в пределах озелененной защитной зоны, предохраняющей жилые кварталы от выбросов автотранспорта.

Элементы озеленения, должны быть соизмеримы и равноценны по архитектурно-художественному решению и инфраструктуре с жилым сектором, промышленными зданиями и сооружениями.

Третья зона – это территории загрязненные соединениями отдельных тяжелых металлов на уровне или в пределах фоновых содержаний. На данной территории, должны быть проведены природоохранные мероприятия по озеленению или реконструкции уже существующих зеленых насаждений. В их состав должны быть введены устойчивые к атмосферным загрязнениям виды деревьев, кустарников и растений, отличающихся декоративными и санитарно-гигиеническими свойствами, способными длительное время выполнять эстетические, рекреационные и экологические функции.

Состав насаждений и процент главной породы должен быть доведен до 70-80%, а кустарники и сопутствующие породы, вводятся как почвоулучшающие. Большую роль в улучшении экологических свойств почв третьей зоны, играют виды родов Lupinus L., Medicago L., Phacelia Juss., Trifolium L., а также кустарник Caragana frutex (L.) C. Koch., относящиеся к относящиеся к семейству Fabaceae Lindl. Они способны пополнять запасы питательных элементов в почве. Что касается плотности посадки, то следует размещать около 90-150 деревьев на 1 га озелененной территории. При этом деревья и кустарники размещаются по территории в соответствии с существующими в строительстве нормами и правилами, регламентируются расстоянием от стены зданий и сооружений.

На пересечении автомагистралей и улиц, в местах отдыха населения создаются газоны из злаковых многолетних трав, для повышения декоративных, эстетических и противоэрозионных свойств озелененных территорий, на протяжении 2-3 лет после посева они образуют плотный дерновый покров, пронизывая корнями слой почвы на глубину 5-10 см. Создание газона рекомендуется производить с помощью гидропосева, при котором прорастание семян происходит интенсивнее, чем при обычном посеве травосмесей. В качестве мульчирующего материала можно использовать торф, опилки, мелкорубленую солому и др. Стрижку газона производят один раз в вегетационный период после окончания цветения, а скошенную траву рекомендуется собирать и сжигать в специальных контейнерах, для предотвращения попадания тяжелых металлов в почву. Наиболее приемлемой является смесь из мятлика лугового (15%), овсяницы красной (5%), овсяницы овечьей (40%), райграса пастбищного (30%) и полевицы обыкновенной (10%).

Что касается природоохранных мероприятий, направленных на снижение негативного воздействия стационарных и передвижных источников загрязнения атмосферного воздуха, поверхностных и грунтовых вод, почвы и растительности, то оно должно включать следующие направления:

- технологическое – направлено на перенос предприятий в индустриальные районы за черту города, а также строительство мостов и развязок в городских массивах и жилом секторе для автомобильного транспорта;

- химико-технологическое – обеспечивает нейтрализацию соединений тяжелых металлов в почвах, грунтовых и поверхностных водах;

- социально-биологическое – создание комфортных условий для населения, увеличение зеленых зон, видового разнообразия деревьев, кустарников и травянистых растений, способных противостоять негативному воздействию на окружающую среду, подбор которых должен быть с учетом их пластичности.

Таким образом, комплексное благоустройство территорий по улучшению экологической обстановки промышленного мегаполиса, одно из основных направлений городской застройки. Оно должно быть увязано с архитектурно-ландшафтным пейзажем и промышленной зоной города и направлено на уменьшение негативного воздействия выбросов вредных веществ на окружающую среду г. Челябинска.

Литература:

1. Алексеев А.С. Экологические основы рационального использования природных ресурсов. Л.: ЛТА им. С.М. Кирова, 1985. 56 с.

2. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. Л.: Агропромиздат, 1987. 142 с.

3. Добровольский И.П., Васильев О.В., Шеремет Н.Т. Экологическая безопасность: моногр. Челябинск: Изд-во ЧелГУ, 2009. 307 с.

4. Комплексный доклад о состоянии окружающей среды Челябинской области в 2011 году / под ред. А.М. Галичина // Мин. по радиац. и эколог. безопасности Чел. обл., 2012.

5. Инженерно-экологическое обоснование районной планировки промышленного и гражданского строительства Металлургического района г. Челябинска. СПб.: СПбГИ им. Г.В. Плеханова, 1992. 53 с.