close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

Сапрыкин Николай Александрович. Анализ экологического состояния городских территорий с применением ГИС-технологий (на примере г. Орла)

код для вставки
3
АННОТАЦИЯ
Выпускная
квалификационная
работа
изложена
на
68
страницах
машинописного текста и состоит из введения, трех глав, заключения, списка
литературы. Работа включает 8 таблиц, 28 рисунков. Список литературы включает
33 источника.
Атмосферный воздух, автомобильный транспорт, городская территория,
ГИС-технологии,
загрязнение,
выбросы,
картографирование,
транспортная
нагрузка.
Тема:
«Анализ
экологического
состояния
городских
территорий
с
применением ГИС-технологий (на примере г. Орла)».
Предмет исследования: атмосферный воздух.
Цель работы: провести анализ экологического состояния городских
территорий с применением ГИС-технологий.
Для достижения поставленной цели использовали следующие методы:
анализ литературных данных по данной проблеме, наблюдение, описание,
измерение, а также математические и картографические методы.
В работе рассмотрены основные источники загрязнения атмосферного
воздуха, фактическое состояние городских территорий, дана оценка количества
выбросов от автотранспорта, рассмотрены картографические методы отображения
транспортной нагрузки.
4
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ ..................................................................................................................... 6
Глава 1. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ГОРОДСКИХ ТЕРРИТОРИЙ .. 8
1.1 Понятие городская территория ......................................................................... 8
1.2 Фактическое состояние городских территории .............................................. 13
1.2.1 Загрязнение атмосферы автомобильным транспортом .............................. 13
1.2.2 Загрязнение атмосферы промышленными выбросами .............................. 15
1.2.3. Загрязнение поверхностных вод .................................................................. 19
1.2.4 Загрязнение почв ............................................................................................ 22
1.3 Применение ГИС-технологий для изучения городских территорий ...... 26
1.3.1 Задачи ГИС ..................................................................................................... 27
1.3.2 Возможности ГИС.......................................................................................... 27
1.3.3 Области применения ГИС ............................................................................. 28
1.3.4 Структура ГИС ............................................................................................... 29
ГЛАВА 2.ОБЪЕТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ......................................... 42
2.1. Способы картографических изображений и их использование в
экологическом картографировании ..................................................................... 42
2.1.1 Управление данными: создание, редактирование и экспорт..................... 44
2.2 Расчет автотранспортной нагрузки................................................................ 45
ГЛАВА 3. АНАЛИЗ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГОРОДСКИХ
ТЕРРИТОРИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ (НА ПРИМЕРЕ Г.
ОРЛА)............................................................................................................................. 54
3.1.
Расчетная
оценка
количества
выбросов
газов
в
воздух
от
автотранспорта в городе Орле ............................................................................... 54
5
3.2. Картографирование автотранспортной нагрузки на территории города
Орла............................................................................................................................. 60
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ........................................................................................................... 64
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ......................................................................................... 65
6
ВВЕДЕНИЕ
Атмосферный воздух является одним из основных жизненно важных
компонентов окружающей природной среды. Без атмосферы, важной составной
частью которой является кислород, жизнь человека невозможна.
Проблемы загрязнённости городских и прилегающих к ним территорий на
данный момент является одной из наиболее актуальных проблем нашего времени.
В настоящий момент наиболее подвержена загрязнению атмосфера, так как
количество выбросов воздушных среды с каждым годом только возрастает. Этому
свидетельствует растущее число автотранспортных средств и неизменность
качества бензина и прочего топлива.
Значительная антропогенная нагрузка на окружающую среду в городах,
большая концентрация транспорта и производства, ограниченность ресурсов
вызывает необходимость учета экологического фактора при развитии населенных
пунктов. Загрязнение окружающей среды способствуют развитию болезней у
людей, чрезмерное использование природных ресурсов приводит нередко к их
истощению.
Для их решения необходим комплексный подход, который требует
использования больших объемов экологической, картографической и другой
количественной информации о состоянии компонентов природной среды, что
практически
невозможно
без
применения
развитых
методов
и
средств
информатики. Наиболее перспективными методами обработки и усвоения
подобных объемов информации на сегодняшний день являются методы,
основанные на использовании компьютерных геоинформационных технологий.
Использование геоинформационных систем (ГИС), позволяющих проводить
одновременный анализ многомерных данных с использованием цифровых карт,
упрощает процедуры экологического прогноза и оценку комплексного воздействия
на природную среду, делает актуальной и значимой для настоящего времени.
Цель работы: провести анализ экологического состояния городских
территорий с применением ГИС-технологий.
Объект исследования: оксиды азота, угарный газ.
7
Предмет исследования: атмосферный воздух.
Задачи исследования:
1.
изучить
данную
проблему
в
научной,
научно-популярной
и
методической литературе;
2.
оценить количество выбросов газов в воздух от автотранспорта города
3.
изучить программы ГИС-технологий;
4.
дать экологическую оценку выбросов от автотранспорта на территории
Орла;
города;
5.
провести сравнительный анализ транспортной нагрузки улиц города
6.
составить фрагмент карты автотранспортной нагрузки разных улиц
Орла;
города.
Методы исследования: анализ литературных данных по данной проблеме,
наблюдение,
описание,
картографические методы.
измерение,
а
также
математические
методы,
8
Глава 1. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ГОРОДСКИХ ТЕРРИТОРИЙ
1.1 Понятие городская территория
Городская территория — территория с увеличенной плотностью построек,
созданных человеком в сравнении с территориями вокруг неё. Городскими
территориями могут быть города либо агломерации, но обычно это понятие не
распространяется
на
деревенские
или
сельские
поселения,
такие
как деревни либо хутора[3].
Городские
территории
создаются
и
развиваются
благодаря
процессу урбанизации. Измерение величины городской территории позволяет
анализировать плотность населения и процесс разрастания городов, а также
определение городских и сельских поселений[2].
В отличие от городской территории, территория агломерации включает в
себя
не
только
промежуточные
городскую
деревенские
территорию,
территории,
но
также города-спутники и
которые
являются
социально-
экономически связанными с городским ядром[14]. Обычно эта связь выражается в
трудоустройстве в центральном городе, который является первичным рынком
труда. Известно, что городские территории увеличиваются в зависимости от
увеличения численности населения и экономической активности главного
города[28].
Территории агломерации обычно определяются через границы мельчайших
единиц АТД либо их объединения. Мельчайшие единицы АТД обычно являются
стабильными политическими территориями. Экономисты отдают предпочтение
работе с экономическими и социальными сведениями, собранными на городских
территориях[15]. Для них наиболее точным статистическим параметром будет
повышенная плотность населения и уменьшение её удельной площади на душу
населения.
Распределение городской территории по видам использования.
Территория города по видам использования делится на следующие
основные
зоны:
промышленные,
жилые,
парковые,
специальные,
9
административные,
учебного
или
спортивно-оздоровительного
назначения,
участки сооружений железных и автомобильных дорог и аэродромов, складские
территории, санитарно-защитные зоны, а также территории коммунальных
сооружений[17].
Территории пригородных зон крупных городов практически также имеют
целевое назначение для конкретного города. Весь земельный фонд городов и
рабочих
поселков
России
занимает
около
5
млн.
га.
Особенностью
градостроительства является полная возможность размещения отдельных зон
города по планам их перспективного развития и комплекс создавать генеральные
планы территориальной организации городов[21].
Территориальное зонирование
городов имеет в виду прежде всего удовлетворение потребностей населения в
здоровых условиях жизни[8]. Взаимное размещение отдельных зон исходит из
е
сб
о
я
и
н
еш
р
условий создания наибольших удобств транспортного сообщения одних зон города
г
р
о
б
вы
качеств
с другими[10].
ьн
ал
м
ти
п
о
х
ы
см
о
р
б
вы
Существуют следующие системы организации городской
д
суб
й
атур
екл
м
о
н
я
и
ен
авл
тр
о
щ
ую
ед
сл
о
п
территории:
Система, при которой городская территория состоит из одного
•
ен
м
о
д
чес
акти
р
п
ц
и
ан
гр
сплошного массива.
й
о
н
и
аш
м
Система, представляющая собой совокупность взаимосвязанных
•
х
ы
сктн
о
л
п
саж
я
етвл
сущ
о
городских образований.
и
есл
Система, при которой основному крупному городскому массиву
•
и
екц
о
р
п
чества
и
л
ко
ть
скаж
и
сопутствует несколько значительно меньших городских образований находящихся
тя
со
о
н
тем
си
ьи
л
еско
н
м
от основного массива на близком расстоянии и связанных с ним общественно
ческ
и
ган
р
о
е
ски
д
р
го
асчет
р
экономических и культурно бытовых отношений[13].
аи
етр
ц
н
ко
х
ы
езн
л
о
п
х
ы
аем
п
ско
и
Каждая система требует соответствующего зонирования территорий
и
ектам
ъ
б
о
.
щ
аю
уж
кр
о
яс
твд
о
Развитие крупного города в виде одного массива может быть ограничено
ы
р
д
ево
угл
т
схд
и
о
р
п
ы
д
ац
м
и
л
сти
ен
л
ш
ы
м
о
р
п
отсутствием пригородных территорий[13]. В этом случае неизбежным становится
ес
ц
о
р
п
ьй
угл
о
авн
р
т
гаю
и
сж
ся
тн
о
образование городов-спутников. Например, в проекте планировки Б. Лондона были
м
и
н
еш
р
учи
л
о
п
х
уги
р
д
еть
м
и
предусмотрены и созданы 8 городов-спутников с общим населением более 400тыс.
т
ю
м
и
зан
н
п
о
хл
вы
е
л
о
б
аи
н
человек. В таких городах, например, Харлоу (39 км от Лондона с населением 80
ая
н
чер
тыс.
человек).
вая
сн
о
Запроектированы
я
етвл
сущ
о
ы
р
д
ево
угл
и
построены
я
и
ен
авл
тр
о
одновременно
я
и
ен
зр
с
жильем
10
промышленные здания так называемых «гибких» цехов (в которых могут быть
си
о
р
тв
ед
ср
различные производства)
ста
вещ
х
ы
ан
р
зб
и
Конфигурация планов городов в сильной системе
вк
о
чел
ачем
н
качеств
х
ы
частн
зависит от рельефа местности и существующей там флоры и фауны. Расположение
я
и
ен
зр
т
еф
н
и
етвю
сущ
города вдоль реки, моря или горного массива заставляет развивать городскую
т
ю
м
и
зан
з
и
л
ан
я
зц
ветар
н
и
е
и
ан
зд
со
а
р
д
во
местность линейно их длине[33]. Система зонирования зависит в первую очередь
й
и
ян
асто
р
аи
етр
ц
н
ко
х
ы
тр
ко
и
ектам
ъ
б
о
от природных условий территории, а кроме того, от условий организации
етвю
сущ
м
и
сво
ен
л
б
со
и
р
п
г
ьо
тел
ачи
зн
транспортной связи между элементами города[11].
в
зм
и
ган
р
о
х
еы
ян
загр
Транспортным связям
и
м
о
п
о
н
тем
си
отводится решающая роль в решении вопроса относительно плана города. Наличие
чат
ю
вкл
ц
и
л
таб
ятм
и
ед
р
п
чат
ю
вкл
городского и пригородного транспорта, сроки его сооружения, скорость
во
сер
ц
и
л
таб
чскй
и
аф
р
гео
сообщений могут решающим образом определить целесообразность того или иного
вй
асто
р
чву
о
п
ак
н
д
о
и
н
л
ед
асп
р
планировочного приема в размещении зон[30].
ы
ар
п
щ
аю
уж
кр
о
Является важным исследование по оценке природных условий и рельефа
ка
ж
ер
д
о
п
стви
ей
д
о
ел
д
т
и
ж
ер
д
со
существующих или планируемых к застройке городских территорий. Эта оценка
ьо
ал
п
ц
и
ун
м
ьы
тел
ачи
зн
и
щ
аю
ш
ухд
позволяет определить активные или пассивные инженерные мероприятия при
в
д
кси
о
е
ы
м
усти
п
о
д
й
и
ен
уж
р
со
осуществлении градостроительных процессов, в конечном счете которых будет
м
ьш
л
о
еб
н
й
ы
н
д
о
и
р
п
и
ен
авл
р
уп
определена выгода намеченной деятельности[1].
ц
и
л
таб
г
о
н
м
Грамотное
использование
ячы
ст
естественных
природных
е
р
вско
объектов,
ел
тяж
климатических факторов и прочих особенностей среды при правильном
ет
ад
о
п
я
ен
зм
и
е
такж
воздействии и преобразовании для обустройства городской территории сильно
е
л
о
б
в
д
ето
м
ем
вн
ы
ад
кл
и
р
п
влияет на районирование планируемой застройки[25]. Например, верная оценка
чат
ю
вкл
ьскя
ател
зд
и
тав
со
е
ы
тн
р
ап
рельефа и почв, существенно повлияет на последующее использование территорий
й
и
ен
уж
р
со
ы
д
ац
м
и
л
х
уги
р
д
и возможно избавит от многих ошибок в городском строительстве.
е
ы
н
ад
кл
и
р
п
еста
м
хта
о
Изменение существующего рельефа путём инженерных мероприятий и
е
ящ
асто
н
у
ер
сф
о
атм
ам
п
ти
приспособление его к существующим требованиям градостроительства называется
х
ы
л
и
ж
еи
ян
загр
е
л
о
б
аи
н
вертикальной планировкой. Основная задача которой, является построение
у
м
о
ьзн
сер
х
ы
н
уп
кр
ву
сн
о
проектной поверхности городской территории для:
е
ш
ви
усл
б
о
ей
аш
н
Застройки. Это определение участков с недопустимо крупными
•
ускаем
п
вы
еи
ян
загр
ть
и
ан
хр
со
склонами, с рельефом, ограничивающем длину зданий, и локализация участков, не
е
сл
чи
скм
д
р
го
г
н
д
о
удобных для застройки по рельефу, определение наиболее важных для создания
е
н
м
гр
о
уха
зд
во
силуэта города точек рельефа;
аы
тр
и
н
ваы
сн
о
сь
тн
о
л
п
ван
о
р
теси
11
Улиц (определение участков, не пригодных по рельефу для
•
м
г
о
н
те
о
аб
р
прокладки улиц) и установление наиболее выгодных трасс городских магистралей;
есятки
д
во
сер
ей
сво
Организация
•
поверхностного
т
еф
н
а
д
о
ер
угл
стока
(это
и
ац
егр
д
исследование
й
ектн
о
р
п
водоразделов и тальвегов, выявление возможных трасс для коллекторов ливневой
а
вд
п
о
уб
тр
е
ы
чн
сто
и хозяйственно-фикальной канализации).
и
ан
п
м
ко
я
н
и
ед
со
Вертикальная планировка необходима
текущ
атя
ж
ер
д
со
для взаимного расположения по высоте отдельных зданий, сооружений и
тя
асю
р
б
вы
а
всегд
й
чко
и
ер
сф
подземных сетей. С помощью вертикальной планировки можно создать наиболее
е
аьн
б
о
гл
сты
хн
вер
о
п
ы
н
й
во
ян
си
о
р
выразительный силуэт застройкирайонов[4].
х
ы
асел
н
г
р
о
б
вы
2. Загрязнение атмосферного воздуха.
тав
со
ь
л
о
р
Под загрязнением атмосферного воздуха следует понимать любое изменение
ас
тр
х
ы
ктн
о
ед
р
п
о
ествн
его состава и свойств, которое оказывает негативное воздействие на здоровье
х
ы
ен
туал
т
кар
еы
ян
загр
ей
сво
человека и животных, состояние растений и экосистем. Загрязнение атмосферы
есы
ц
о
р
п
ей
аш
н
х
уги
р
д
может быть естественным (природным) и антропогенным(техногенным)[19].
ст
звд
и
о
р
п
ю
л
о
д
в
тан
ю
л
о
п
ец
н
сви
Естественное загрязнение воздуха вызвано природными процессами[12]. К ним
тан
р
б
ко
и
вел
и
ен
ш
вы
о
п
аго
вр
относятся вулканическая деятельность, выветривание горных пород, ветровая
в
газо
сетй
учае
сл
я
ван
и
ер
п
о
эрозия, массовое цветение растений, дым от лесных и степных пожаров и др.
ся
тн
о
м
ьш
л
о
еб
н
еи
ян
загр
Антропогенное загрязнение связано с выбросом различных загрязняющих веществ
з
и
л
ан
ств
н
и
ьш
л
о
б
а
гд
о
н
и
си
о
р
в процессе деятельности человека[22]. По своим масштабам оно значительно
ец
н
сви
о
яд
агл
н
ву
сн
о
превосходит природное загрязнение атмосферного воздуха. В зависимости от
т
ьзую
л
о
сп
и
вх
о
м
ы
д
х
ы
н
уп
кр
масштабов распространения выделяют различные типы загрязнения атмосферы:
ьскя
ател
зд
и
каты
м
хи
о
яд
й
во
ер
п
сетй
местное, региональное и глобальное[20]. Местное загрязнение характеризуется
ся
го
щ
ую
еб
тр
ей
ваш
е
ы
чн
сто
повышенным содержанием загрязняющих веществ на небольших территориях
качеств
(город,
и
есл
промышленный
у
ер
сф
район,
ьн
ал
м
ти
п
о
г
сельскохозяйственная
е
ы
н
ад
кл
и
р
п
зона
й
ы
н
л
о
п
и
др.).
При
региональном загрязнении в сферу негативного воздействия вовлекаются
ьй
угл
о
авн
р
е
зм
и
ган
р
о
ьй
угл
о
авн
р
значительные пространства, но не вся планета. Глобальное загрязнение связано с
й
атур
екл
м
о
н
изменением
По
агрегатному
е
л
о
б
аи
н
состояния
атмосферы
ей
щ
аю
уж
кр
о
состоянию
х
ы
ьн
ал
м
ти
п
о
ьо
ал
п
ц
и
ун
м
выбросы
вредных
ей
ваш
веществ
вцелом[5].
хта
о
в
атмосферу
вая
сн
о
классифицируются на: 1) газообразные (диоксид серы, оксиды азота, оксид
е
сб
о
е
л
о
б
ьн
ал
м
ти
п
о
х
ы
углерода, углеводороды и др.); 2) жидкие (кислоты, щелочи, растворы солей и др
чес
акти
р
п
ей
сво
я
ац
м
р
о
ф
н
и
ка
ж
ер
д
о
п
х
ан
стр
12
.); 3) твердые (канцерогенные вещества,, свинец и его соединения, органическая и
о
б
и
л
х
чы
м
и
р
сп
во
о
н
тем
си
неорганическая пыль, сажа, смолистые вещества и прочие)[16].
м
тако
ь
л
и
б
м
авто
уш
д
Главные загрязнители (поллютанты) атмосферного воздуха, образующиеся в
м
ы
н
д
о
и
р
п
е
ы
чн
сто
т
еф
н
процессе производственной и иной деятельности человека — диоксид серы (SO2),
ы
н
й
во
вье
р
о
зд
ей
ад
щ
о
л
п
и
есл
оксид углерода (СО) и твердые частицы. На их долю приходится около 98% в
вх
то
ы
б
и
м
о
п
си
о
тн
хал
ьф
ел
р
у
общем объеме выбросов вредных веществ[28]. Помимо главных загрязнителей, в
ес
ц
о
р
п
в
д
кси
о
яс
твд
о
ьн
ал
и
ец
сп
ы
ец
ад
вл
атмосфере городов и поселков наблюдается еще более 70 наименований вредных
ы
р
д
ево
угл
тья
и
о
сн
стви
ей
д
веществ, среди которых — формальдегид, фтористый водород, соединения свинца,
ак
н
д
о
тан
р
б
ко
и
вел
е
и
ан
зд
со
яес
авл
тр
о
аммиак, фенол, бензол, сероуглерод и др. Однако именно концентрации главных
ь
л
о
р
я
и
ен
ш
вы
о
п
ен
м
о
д
ес
ц
о
р
п
загрязнителей (диоксид серы и др.) наиболее часто превышают допустимые уровни
и
екц
о
р
п
ес
ц
о
р
п
твен
со
я
и
ен
зр
во многих городах России[6].
й
ы
н
р
б
газо
е
ы
связан
Суммарный мировой выброс в атмосферу четырех главных загрязнителей
й
ы
ктвн
о
и
ад
р
вк
и
л
о
п
кг
со
вы
(поллютантов) атмосферы. Кроме указанных главных загрязнителей в атмосферу
т
ю
м
и
зан
м
еи
ян
загр
й
ы
н
л
о
п
у
ьф
ел
р
попадает много других очень опасных токсичных веществ: свинец, ртуть, кадмий
вье
р
о
зд
а
ем
ъ
б
о
щ
ую
ед
сл
о
п
те
о
аб
р
связь
и другие тяжелые металлы (источники выброса: автомобили, плавильные заводы и
вх
то
ы
б
ческо
м
хи
з
ен
б
сяч
ты
др.); углеводороды (среди них наиболее опасен бенз(а)пирен[9]. Обладающий
й
ы
н
зем
и
р
п
тся
вю
казы
о
ям
ел
д
вы
канцерогенным действием (выхлопные газы, топка коглов и др.), альдегиды и в
д
суб
м
тако
ть
скаж
и
и
ен
авл
р
уп
первую очередь формальдегид, сероводород, токсичные летучие растворители
н
ер
сф
ы
о
атм
й
уха
зд
во
м
и
сво
(бензины, спирты, эфиры) и др[28].
ви
о
кр
й
ы
н
уп
кр
Наиболее опасное загрязнение атмосферы — радиоактивное[32]. В
ь
ал
н
о
еги
р
ется
уш
ар
н
ы
б
о
сп
настоящее время оно обусловлено в основном глобально распределенными
о
и
тер
ческо
м
хи
е
д
ви
долгоживущими радиоактивными изотопами — продуктами испытания ядерного
ся
о
тн
вье
р
о
зд
с
о
р
б
вы
оружия, проводившихся в атмосфере и под землей. Приземный слой атмосферы
е
ы
тр
ко
хво
ы
н
д
ваетя
ы
см
в
ти
о
р
п
загрязняют также выбросы в атмосферу радиоактивных веществ с действующих
ся
тн
о
ятм
и
ед
р
п
ван
о
р
теси
АЭС в процессе их нормальной эксплуатации и другие источники[27].
ы
н
ж
л
о
д
е
ы
н
б
о
р
п
и
есл
Еще одной формой загрязнения атмосферы является локальное избыточное
ьй
угл
о
авн
р
ес
ц
о
р
п
ае
ж
что
и
ун
еста
м
поступление тепла от антропогенных источников. Признаком теплового
еь
см
чес
и
н
ко
е
ы
н
ад
кл
и
р
п
(термического) загрязнения атмосферы служат так называемые термические юны,
ы
н
евси
р
д
всей
ь
чен
о
например, «остров тепла» в городах, потепление водоемов ит.п.
и
екц
о
р
п
м
и
ьш
л
о
б
м
ы
н
д
о
и
р
п
13
В целом уровень загрязнения атмосферного воздуха в нашей стране,
и
ткан
т
аю
связы
й
и
ян
асто
р
особенно в городах России, остается высоким, несмотря на значительный спад
ую
чн
ы
б
о
ец
н
сви
е
сл
чи
етвю
сущ
производства, что связывают прежде всего с увеличением количества автомобилей
х
ы
езн
л
о
п
д
во
ер
п
я
л
о
д
м
ы
н
д
о
и
р
п
, в том числе — неисправных.
и
етвю
сущ
1.2 Фактическое состояние городских территории
х
ы
тр
ко
аы
тр
и
н
1.2.1 Загрязнение атмосферы автомобильным транспортом
ск
ч
и
л
ета
м
м
и
о
св
Автомобиль тот «символ» XXв. в индустриальных странах Запада, где слабо
и
ю
в
т
е
щ
у
с
в
н
а
т
ю
л
о
п
е
л
о
б
развит общественный транспорт, все чаще становится настоящим бедствием.
в
д
и
с
к
о
х
м
е
в
ы
з
а
н
в
и
т
о
р
п
Десятки миллионов личных автомашин заполнили улицы городов и автострады, то
с
а
р
т
и
м
и
н
дело
возникают
в
а
т
о
с
я
л
в
т
е
щ
у
с
о
многокилометровые
т
ф
е
н
«пробки»,
н
т
о
л
с
и
к
без
толку
сжигается
д
б
у
с
дорогостоящее горючее, воздух отравляется ядовитыми выхлопными газами. Во
г
о
н
е
щ
а
р
ы
в
в
д
и
с
к
о
с
о
р
б
ы
в
ы
д
ц
и
т
с
е
п
многих городах они превышают суммарные выбросы в атмосферу промышленных
е
ы
н
а
з
я
в
с
а
в
т
с
е
ч
и
л
о
к
ы
е
н
я
р
г
а
з
предприятий.
я
т
о
с
Суммарная мощность автомобильных двигателей в России значительно
т
с
д
в
з
и
о
р
п
е
л
с
и
ч
м
я
л
е
д
ы
в
превышает установленную мощность всех тепловых электростанций страны.
у
м
р
о
ф
м
и
н
ы
н
б
о
п
с
Соответственно и горючего автомобили «съедают» гораздо больше, чем тепловые
е
о
п
с
н
а
р
т
м
и
е
н
я
р
г
а
з
е
ш
и
в
л
с
у
б
о
т
ю
а
г
и
ж
с
электростанции и если удастся повысить экономичность автомобильных
ц
и
л
б
а
т
в
о
л
н
а
к
ы
н
е
о
л
а
г
двигателей хотя бы немного, это обернется миллионной экономией.
м
а
п
и
т
о
д
и
в
т
е
я
л
б
г
с
у
Автомобильные выхлопные газы смесь примерно 200 веществ. В них
и
р
о
г
е
т
а
к
и
н
е
ш
ы
в
о
п
й
т
е
с
содержатся углеводородные сгоревшие или не полностью сгоревшие компоненты
е
л
о
б
и
а
н
я
т
и
ж
р
е
д
о
с
т
с
д
в
з
и
о
р
п
топлива, доля которых резко возрастает, если двигатель работает на малых
ы
н
б
о
п
с
г
о
н
м
и
н
л
д
е
п
с
а
р
и
щ
ю
а
ш
д
х
у
оборотах или в момент увеличения скорости на старте, т. е. во время заторов и у
е
л
с
и
ч
ь
т
и
л
д
е
р
п
о
к
н
ч
о
т
с
и
щ
у
к
е
т
красного сигнала светофора. Именно в этот момент, когда нажимают на
е
я
л
в
а
т
с
о
п
й
о
н
и
ш
а
м
ы
д
ц
и
т
с
е
п
е
ы
н
ч
о
т
с
акселератор, выделяется больше всего несгоревших частиц: примерно в 10 раз
з
н
е
б
е
н
м
р
г
о
х
а
д
р
о
г
больше, чем при работе двигателя в нормальном режиме.
е
ы
н
ч
о
т
с
я
н
и
д
е
о
с
у
ф
ь
л
е
р
К несгоревшим газам относят и обычную окись углерода, образующуюся в
ц
и
л
б
а
т
е
м
з
и
н
а
г
р
о
е
д
и
в
том или ином количестве повсюду, где что-то сжигают. В выхлопных газах
с
а
р
т
м
е
а
к
с
у
п
ы
в
в
н
а
т
ю
л
о
п
е
ы
м
и
о
в
т
с
а
р
двигателя, работающего на нормальном бензине и при нормальном режиме,
з
и
л
н
а
и
м
ы
н
а
д
е
ы
н
д
а
л
к
и
р
п
содержится в среднем 2,7% оксида углерода. При снижении скорости эта доля
й
л
е
т
а
г
и
в
д
щ
ю
а
ж
у
р
к
о
и
л
с
е
14
увеличивается до 3,9%, а на малом ходу до 6,9%.
и
т
н
с
а
п
о
й
ы
н
р
е
ф
с
о
м
т
а
Оксид углерода, углекислый газ и большинство других газовых выделений
й
н
т
к
е
о
р
п
х
ы
н
с
е
л
к
с
ч
и
м
р
е
т
двигателей тяжелее воздуха, поэтому все они скапливаются у земли. Оксид
з
о
р
г
у
е
ж
к
а
т
ь
т
е
м
и
е
а
ч
у
л
с
углерода соединяется с гемоглобином крови и мешает ему нести кислород в ткани
ж
а
с
в
т
с
е
ч
и
л
о
к
о
л
е
д
м
о
л
е
ц
организма[23].
е
ы
н
а
д
В выхлопных газах содержатся также альдегиды, обладающие резким
я
ц
а
м
р
о
ф
н
и
о
г
а
р
в
щ
ю
а
ж
у
р
к
о
запахом и раздражающим действием. К ним относятся акролеины и формальдегид;
н
е
м
о
д
ы
р
е
ф
с
о
м
т
а
я
с
т
ю
в
ы
з
а
к
о
последний обладает особенно сильным действием. В автомобильных выбросах
к
н
ч
т
с
и
д
о
в
ь
т
и
л
д
е
р
п
о
х
ы
н
т
к
с
о
л
п
м
ш
ь
л
о
б
и
а
н
содержатся также оксиды азота. Двуокись азота играет большую роль в
я
и
н
е
ш
ы
в
о
п
т
р
а
к
а
х
у
д
з
о
в
в
т
к
е
ъ
б
о
образовании продуктов превращения углеводородов в атмосферном воздухе. В
а
в
н
и
т
с
о
д
я
с
н
т
о
а
т
с
щ
е
в
выхлопных газах присутствуют неразложившиеся углеводорода топлива. Среди
и
с
о
н
т
л
а
х
с
е
ц
о
р
п
ю
я
л
в
а
т
с
о
п
е
а
ж
о
т
ч
и
н
у
них особое место занимают непредельные углеводороды этиленового ряда, в
о
с
е
ч
и
т
к
а
ф
ы
н
и
ш
м
о
т
в
а
х
в
о
м
ы
д
частности гексен и пентен.
н
е
л
б
о
с
и
р
п
м
и
ш
ь
л
о
б
Из-за неполного сгорания топлива в двигателе автомашины часть
в
и
т
о
р
п
е
н
ь
а
б
о
л
г
х
д
о
в
а
з
углеводородов превращается в сажу, содержащую смолистые вещества. Особенно
м
и
н
ш
е
р
с
о
р
б
ы
в
у
м
р
о
ф
е
л
о
б
и
а
н
много сажи и смол образуется при технической неисправности мотора и в моменты
щ
ю
а
ж
у
р
к
о
т
е
ч
с
а
р
я
н
и
д
е
о
с
е
д
и
в
, когда водитель, форсируя работу двигателя, уменьшает соотношение воздуха и
й
е
с
в
е
л
о
б
и
а
н
а
т
с
щ
е
в
к
т
с
и
ч
о
горючего, стремясь получить так называемую «богатую смесь». В этих случаях за
у
з
о
д
ы
т
с
н
х
р
е
в
о
п
ы
д
и
с
к
о
е
л
о
б
машиной тянется видимый хвост дыма, который содержит полициклические
х
ы
р
т
о
к
ы
в
о
л
п
е
т
е
ы
р
т
о
к
ь
л
а
н
о
и
г
е
р
углеводороды и, в частности, бенз(а)-пирен.
е
н
ч
ы
б
о
и
в
т
с
й
е
д
В 1л бензина может содержаться около 1г тетраэтилсвинца, который
м
е
т
и
с
е
ы
н
р
б
о
з
а
г
о
н
д
у
р
т
разрушается и выбрасывается в виде соединений свинца. В выбросах дизельного
ы
м
а
з
о
р
т
и
н
я
и
н
д
е
б
о
х
ы
н
е
л
а
у
т
я
л
в
т
е
щ
у
с
о
транспорта свинец отсутствует. Тетраэтилсвинец используют в с1923 г. в качестве
я
т
ю
с
а
р
б
ы
в
е
щ
я
о
т
с
а
н
м
и
ш
ь
л
о
б
добавки к бензину. С этого времени выброс свинца в окружающую среду
х
щ
ю
я
и
л
в
х
ы
н
д
о
в
е
л
о
б
и
а
н
т
я
д
о
х
р
е
п
непрерывно возрастает. Годовое потребление свинца для бензина на душу
я
а
в
и
ч
п
с
е
б
о
е
ы
н
а
д
населения составляет
я
л
в
т
е
щ
у
с
о
и
е
н
я
р
г
а
з
я
с
т
у
р
и
л
е
д
о
м
около 800г. Близкое к токсическому уровню содержание
х
ы
е
н
я
р
г
а
з
щ
ю
а
ж
у
р
к
о
т
у
г
о
м
свинца в организме наблюдается у тех, кто постоянно подвергается воздействию
а
в
т
с
е
ч
и
л
о
к
а
т
ь
л
у
з
е
р
я
н
е
м
з
и
выхлопных газов автомобилей. Исследованиями было, показано, что в организме
к
ь
л
о
т
а
м
с
о
к
к
о
н
у
с
и
р
голубей, живущих в городах, содержится в 10 раз больше свинца, чем у голубей,
о
в
р
е
с
н
ч
ы
б
о
д
и
с
к
о
й
н
т
к
е
о
р
п
живущих в сельской местности. Свинец один из основных отравителей внешней
т
е
я
л
б
г
с
у
я
и
н
е
р
з
е
а
ч
у
л
с
и
н
е
л
в
а
р
п
у
15
среды; и поставляют его главным образом современные двигатели с высокой
т
ю
у
з
ь
л
о
п
с
и
к
а
н
д
о
я
с
т
а
г
р
е
в
д
о
п
степенью сжатия, выпускаемые автомобильной промышленностью [9].
й
о
в
р
е
п
я
ц
з
р
а
т
е
в
н
и
я
ц
з
и
н
а
г
р
о
Отрицательное влияние отработанные газы оказывают на окружающую
о
т
а
к
р
е
м
й
ы
м
и
д
х
б
о
е
н
и
м
о
п
среду и здоровье населения. Загрязненный отработавшими газами воздух угнетает
а
в
т
с
й
я
з
о
х
и
т
ф
е
н
уничтожает
растительность.
Не
ы
н
е
о
л
а
г
ы
а
р
т
и
н
менее
разителен
и
т
с
н
е
л
ш
ы
м
о
р
п
вред,
наносимый
в
и
т
о
р
п
к
с
е
ч
и
н
а
г
р
о
отработавшими газами зданиям и сооружениям: металлические кровли в городах
е
м
з
и
н
а
г
р
о
и
е
н
я
р
г
а
з
служат в 3 раза меньше, чем в деревнях [20,21].
х
н
а
р
т
с
м
ы
н
д
о
и
р
п
а
в
т
с
е
ч
и
л
о
к
т
ю
у
з
ь
л
о
п
с
и
1.2.2 Загрязнение атмосферы промышленными выбросами
е
щ
я
сто
а
н
сть
н
х
ер
в
о
п
В настоящее время основной вклад в загрязнение атмосферного воздуха на
е
ты
ви
о
яд
е
чн
ы
б
о
и
етвю
сущ
территории России вносят следующие отрасли: теплоэнергетика (тепловые и
сетй
т
и
ж
ер
д
со
есы
л
п
м
ко
ы
б
о
сп
атомные электростанции, промышленные и городские котельные и др.), далее
ты
кар
щ
аю
уж
кр
о
ус
б
о
гл
предприятия черной металлургии, нефтедобычи и нефтехимии, автотранспорт,
и
ен
ш
вы
о
п
предприятия
си
о
р
металлургии
и
а
р
д
во
чи
зад
производство
стройматериалов.
х
ы
ан
р
зб
и
Роль различных отраслей хозяйства в загрязнении атмосферы в развитых
т
ьзую
л
о
сп
и
ят
д
хо
ер
п
ектв
ъ
б
о
промышленных странах Запада несколько иная. Так, например, основное
й
ы
н
р
б
газо
а
д
о
ер
угл
кг
со
вы
е
л
о
б
количество выбросов вредных веществ в США, Великобритании и ФРГ приходится
г
р
о
б
вы
ста
вещ
х
ы
езн
л
о
п
на автотранспорт (50—60%), тогда как на долю теплоэнергетики значительно
х
ы
н
д
во
з
и
л
ан
ес
ц
о
р
п
меньше, всего 16—20%[23].
з
и
л
ан
кг
со
вы
Промышленность России выбрасывает в атмосферу в среднем 19,5 млн т
й
езн
л
о
б
ть
и
ан
хр
со
загрязняющих веществ за год. На одного жителя России приходится около 342 кг
а
б
о
сп
ян
си
о
р
утся
р
и
ел
д
о
м
я
етвл
сущ
о
выбросов в атмосферу в год. В 84 городах России загрязнение воздуха более чем в
х
ы
ен
туал
е
ы
чн
сто
а
вд
п
о
уб
тр
10 раз превышает ПДК. Из 148 млн. россиян 109 млн. проживают в
аы
тр
и
н
неблагоприятных
еги
ьд
ал
м
р
о
ф
экологических
условиях
м
еи
ян
загр
с
точки
зрения
т
схд
и
о
р
п
загрязнения
я
ац
м
р
о
ф
н
и
атмосферного воздуха, в том числе 60 млн. человек при постоянном превышении
я
и
ен
стул
о
п
ся
го
щ
ую
еб
тр
гут
о
м
ПДК токсичных веществ в воздухе. В связи с этим возрастает число людей,
м
и
н
еш
р
и
ен
ш
вы
о
п
саж
вк
и
л
о
п
особенно детей, страдающих от респираторных заболеваний, от болезней органов
еста
м
вл
казы
о
а
ем
ъ
б
о
кровообращения, аллергии, бронхиальной астмы и др. Госкомстат представил
вая
и
уб
ет
ян
загр
е
ты
ви
о
яд
картографический анализ выбросов загрязняющих веществ в атмосферу за 2007 г.
х
вем
азы
н
а
зи
ен
б
и
м
вы
сн
о
В 85 из 168 городов России с численностью постоянного населения 100 тыс.
ел
б
ги
е
ы
связан
м
усти
п
о
ед
н
16
человек и более отмечается увеличение выбросов загрязняющих атмосферу
о
яд
агл
н
зу
о
д
и
ен
ш
вы
о
п
веществ, отходящих от стационарных источников. Доля выбросов в них составила
ас
тр
есто
ы
чн
х
ы
о
сп
ан
тр
й
ы
н
уп
кр
23,7% от общего объема выбросов в стране. При этом 17 городов были включены
ять
ан
хр
со
х
геы
п
о
тр
ан
м
усти
п
о
ед
н
ей
ваш
Росгидрометом в перечень промышленных центров с особо высоким уровнем
т
о
см
зави
загрязнения
я
и
н
ед
б
о
атмосферного
воздуха
й
ектн
о
р
п
я
и
н
еш
р
х
ен
л
ш
ы
м
о
р
п
(по
показателю
индекса
источников
загрязнения
атмосферы
к
стчн
и
д
во
загрязнения
тя
со
атмосферы) (таблица 1).
ес
ц
о
р
п
Особое
место
в
д
кси
о
среди
сетй
занимает
я
ац
м
р
о
ф
н
и
химическая промышленность. Она поставляет диоксид серы (SO2), сероводород
чества
и
л
ко
т
схд
и
о
р
п
вая
и
уб
(H2S), оксиды азота (NO, NO2), углеводороды (СxНy) галогены (F2, Сl2) и др.
ак
н
д
о
гут
о
м
Таблица 1.Города с высокими уровнями загрязнения
с
о
р
б
вы
гут
о
м
са
ко
атмосферного воздуха
ая
н
чер
Число случаев
Вещество,
т
о
см
зави
обусловившее высокий
в
газо
Город
уровень загрязнения
ется
уш
ар
н
атмосферного воздуха
тав
со
высокого
загрязнения
превышение
х
д
заво
й
чко
и
ер
сф
допустимой
концентрации,
воздуха
раз
26
35
сажа
вй
о
н
Сахалинск
Максимальное
атмосферного
сь
тн
о
л
п
Южно-
м
о
ел
ц
е
ты
ви
о
яд
Уфа
хлорид водорода
3
20
Чита
взвешенные вещества
2
15
сажа
1
11
1
11
1
10
1
10
е
ы
тр
ко
я
ьн
л
ави
р
п
Новосибирск
я
ац
м
р
о
ф
н
и
Выборг
диоксид азота
й
ы
н
д
о
и
р
п
тв
ед
ср
Махачкала
взвешенные
х
ы
есн
л
вещества
Музей-усадьба
и
р
катего
формальдегид
«Ясная Поляна»
в
тан
ю
л
о
п
Для химической промышленности характерна высокая концентрация
ств
н
и
ьш
л
о
б
ьта
езул
р
тб
асш
м
предприятий, что создает повышенное загрязнение окружающей среды. Вещества,
ваы
сн
о
н
и
д
о
х
ы
л
и
ж
17
выделяемые в атмосферу, могут вступать в химические реакции друг с другом,
ь
л
о
р
а
гд
ко
х
и
щ
ю
ян
загр
ы
р
д
ево
угл
образуя высокотоксичные соединения. Не только химическая, но и другие виды
й
и
екц
о
р
п
я
и
ен
авл
тр
о
й
ы
м
и
хд
б
ео
н
д
кси
о
промышленности вносят свой «вклад» в загрязнение атмосферы (таблица 2) [10] .
х
ы
частн
г
о
ен
ащ
р
вы
о
яд
агл
н
Таблица 2 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, отходящих от
ваетя
ы
см
е
о
б
ю
л
х
ы
езн
л
о
п
стационарных источников по видам экономической деятельности
е
такж
е
ящ
асто
н
Отрасли промышленности
ы
н
й
во
Количество
загрязняющих
веществ, тыс. тонн
ся
тн
о
кг
со
вы
чн
ы
б
о
сельское хозяйство, охота и лесное хозяйство
добыча полезных ископаемых
добыча топливно-энергетических полезных ископаемых
обрабатывающие производства
производство пищевых продуктов
обработка древесины и производство изделий из дерева
целлюлозно-бумажное производство; издательская и
полиграфическая деятельность
производство кокса и нефтепродуктов
химическое производство
производство прочих неметаллических минеральных
продуктов
металлургическое производство и производство готовых
металлических изделий
металлургическое производство
производство машин и оборудования
производство транспортных средств и оборудования
производство и распределение электроэнергии, газа и
воды
транспорт и связь
деятельность сухопутного транспорта
Всего:
у
орм
ф
61,2
2883,5
2644,3
3491,8
58,5
46,1
а
д
окси
си
о
алтн
х
я
ван
ери
оп
еть
м
и
х
ы
ален
ту
и
м
о
п
тя
и
ерж
сод
льта
езу
р
е
ты
ови
яд
тья
ои
сн
ы
н
евси
р
д
ае
ч
слу
ам
тп
зо
и
77,3
418,0
177,0
ая
н
соврем
е
ы
альн
зу
ви
ы
н
й
во
ества
ч
ли
ко
и
роекц
п
д
р
о
п
ль
и
б
м
авто
огут
м
245,6
е
ы
н
ч
сто
ах
д
р
го
2293,0
2279,0
52,9
55,3
й
ы
рн
газоб
ры
углевод
й
ектн
о
р
п
ртан
коб
вели
ять
ан
р
х
со
а
вд
оп
труб
ся
тн
о
ед
ср
2456,9
1062,3
1005,8
10290,1
о
и
тер
д
б
су
тн
сло
ки
рвать
ели
од
см
есятки
д
тя
асю
р
б
вы
Тепловые и атомные электростанции. Котельные установки. В процессе
ен
м
о
д
т
схд
и
о
р
п
ческ
и
ган
р
о
сжигания твердого или жидкого топлива в атмосферу выделяется дым,
тав
со
вх
о
м
ы
д
а
зи
ен
б
содержащий продукты полного (диоксид углерода и пары воды) и неполного
качеств
(оксиды
углерода,
и
екц
о
р
п
серы,
м
еи
ян
загр
азота,
к
стчн
и
д
во
углеводороды
т
вю
и
л
акп
н
и
др.)
сгорания.
х
ы
н
д
во
Объем
энергетических выбросов очень велик. Так, современная теплоэлектростанция
гатся
вер
д
о
п
е
и
ан
зд
со
й
ы
н
ер
сф
о
атм
е
ы
ьн
зуал
ви
18
мощностью 2,4 млн. кВт расходует до 20 тыс. т угля в сутки и выбрасывает в
качество
а
д
кси
о
е
ы
н
ад
кл
и
р
п
атмосферу в сутки 680 т SO2 и SO3,120— 140 т твердых частиц (зола, пыль, сажа),
о
д
ви
ю
л
о
д
е
ы
связан
е
уги
р
д
200 т оксидовазота[24].
я
етвл
сущ
о
Перевод установок на жидкое топливо (мазут) снижает выбросы золы, но
есятки
д
тя
аю
зд
со
е
д
ви
е
о
сп
ан
тр
практически не уменьшает выбросы оксидов серы и азота. Наиболее экологично
асчет
р
м
и
сво
к
стчн
и
д
во
еь
см
газовое топливо, которое в три раза меньше загрязняет атмосферный воздух, чем
ти
асн
п
о
х
ы
аем
п
ско
и
ам
тп
зо
и
и
екц
о
р
п
мазут, и в пять раз меньше, чем уголь.
м
эти
ел
б
ги
Источники загрязнения воздуха токсичными веществами на атомных
т
ен
п
еи
ян
загр
ей
учш
л
электростанциях (АЭС) — радиоактивный йод, радиоактивные инертные газы и
й
ектн
о
р
п
г
ьо
тел
ачи
зн
е
ы
м
усти
п
о
д
аэрозоли. Крупный источник энергетического загрязнения атмосферы —
е
сб
о
щ
аю
уж
кр
о
ьы
тел
ачи
зн
отопительная система жилищ (котельные установки) дает мало оксидов азота, но
и
ен
авл
р
уп
ей
ваш
е
л
о
б
в
д
кси
о
сб
о
много продуктов неполного сгорания. Из-за небольшой высоты дымовых труб
е
аьн
б
о
гл
хся
щ
ею
м
и
твен
со
вх
то
ы
б
токсичные вещества в высоких концентрациях рассеиваются вблизи котельных
и
м
ачеы
зн
б
о
ть
и
л
ед
р
п
о
вье
р
о
зд
т
схд
и
о
р
п
установок.
Черная и цветная металлургия. При выплавке одной тонны стали в атмосферу
тн
о
сл
ки
й
ы
н
ар
сум
чв
о
п
в
ти
о
р
п
выбрасывается 0,04 т твердых частиц, 0,03 т оксидов серы и до 0,05 т оксида
ю
и
тян
со
честв
и
л
ко
еи
ян
загр
углерода, а также в небольших количествах такие опасные загрязнители, как
х
ан
стр
ам
тп
зо
и
ты
кар
атя
ж
ер
д
со
марганец, свинец, фосфор, мышьяк, пары ртути и др. В процессе сталеплавильного
е
ы
ан
д
й
о
н
и
аш
м
ы
р
д
ево
угл
ы
н
й
во
производства в атмосферу выбрасываются парогазовые смеси, состоящие из
ят
и
ед
р
п
ха
ы
тд
о
х
ы
н
д
во
фенола, формальдегида, бензола, аммиака и других токсичных веществ.
я
стви
ей
д
а
р
д
во
ьи
л
еско
н
м
Существенно загрязняется атмосфера также на агломерационных фабриках, при
ед
ср
ьш
л
о
б
аи
н
м
ы
ен
ж
л
о
асп
р
доменном и ферросплавном производствах.
ей
вш
ы
б
ях
вн
ер
д
Значительные выбросы отходящих
ям
н
и
ед
со
газов и пыли, содержащих токсичные вещества, отмечаются на заводах цветной
е
д
ви
н
п
о
хл
вы
чн
ы
б
о
вье
р
о
зд
металлургии при переработке свинцово-цингавых, медных, сульфидных руд, при
е
и
щ
ю
ян
загр
в
зм
и
ган
р
о
ед
ср
производстве алюминия и др[29].
а
вд
п
о
уб
тр
ю
и
тян
со
Химическое производство. Выбросы этой отрасли хотя и невелики по объему
д
зап
я
и
ен
авл
тр
о
ачем
н
й
ы
н
л
о
п
(около 2% всех промышленных выбросов), тем не менее, ввиду своей весьма
ь
л
о
р
й
езн
л
о
б
ед
ср
уш
д
высокой токсичности, значительного разнообразия и концентрированности
тва
й
сем
ся
тн
о
представляют значительную угрозу для человека и всей биоты. На разнообразных
е
л
о
б
вй
асто
р
щ
аю
уж
кр
о
й
чко
и
ер
сф
химических производствах атмосферный воздух загрязняют оксиды серы,
скм
д
р
го
вк
и
л
о
п
си
о
р
19
соединения фтора, аммиак, нитрозные газы (смесь оксидов азота), хлористые
ван
о
р
теси
тб
асш
м
и
екц
о
р
п
я
зц
ветар
н
и
скм
д
р
го
соединения, сероводород, неорганическая пыль и т. п.).
я
ьн
кал
ти
вер
ю
л
о
д
Выбросы автотранспорта. В мире насчитывается несколько сот миллионов
еть
м
и
автомобилей,
которые
о
и
тер
сжигают
вх
то
ы
б
огромное
етвю
сущ
количество
ван
о
р
теси
нефтепродуктов,
о
стал
существенно загрязняя атмосферный воздух, прежде всего в крупных городах.
азуя
р
б
о
ти
асн
п
о
и
р
катего
е
ски
д
р
го
Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания (особенно карбюраторных)
к
о
сун
и
р
чв
о
п
ьн
ал
м
ти
п
о
г
содержат огромное количество токсичных соединений — бензапирена, альдегидов
е
ы
н
ад
кл
и
р
п
чск
и
м
тер
азуя
р
б
о
ть
и
ан
хр
со
, оксидов азота и углерода и особо опасных соединений свинца (в случае
м
ьи
л
еско
н
я
етвл
сущ
о
м
и
ящ
асто
н
г
о
асн
кр
применения этилированного бензина). Наибольшее количество вредных веществ в
чи
зад
в
д
кси
о
яе
ставл
о
п
составе отработавших газов образуется при неотрегулированной топливной
тся
вю
казы
о
х
ен
л
ш
ы
м
о
р
п
ства
зяй
хо
системе автомобиля[31].
м
и
н
м
и
н
Правильная ее регулировка позволяет снизить их количество в 1,5 раза, а
й
чко
и
ер
сф
вй
асто
р
ят
и
ед
р
п
специальные нейтрализаторы снижают токсичность выхлопных газов в шесть и
аго
вр
учае
сл
е
ящ
асто
н
ьта
езул
р
болеераз.
хта
о
Интенсивное загрязнение атмосферного воздуха отмечается также при
с
о
р
б
вы
ю
и
тян
со
м
стян
о
п
добыче и переработки минерального сырья, на нефте- и газоперерабатывающих
тан
р
б
ко
и
вел
и
ащ
ж
ер
д
со
яь
ем
стр
заводах, при выбросе пыли и газов из подземных горных выработок, при сжигании
ы
ан
д
и
ер
м
а
см
ко
е
ски
д
р
го
сяч
ты
мусора и горении пород в отвалах (терриконах) и т. д. В сельских районах очагами
х
еы
ян
загр
ческ
и
ган
р
о
чву
о
п
и
екц
о
р
п
загрязнения атмосферного воздуха являются животноводческие и птицеводческие
й
о
н
и
аш
м
и
ткан
ств
н
и
ьш
л
о
б
фермы, промышленные комплексы по производству мяса, распыление пестицидов
е
уги
р
д
яю
ставл
о
п
х
и
щ
ствую
ей
д
и т. д.
1.2.3. Загрязнение поверхностных вод
к
ь
л
то
Источниками загрязнения признаются объекты, с которых осуществляется
у
м
р
о
ф
тан
р
б
ко
и
вел
ятм
и
ед
р
п
сброс или иное поступление в водные объекты вредных веществ, ухудшающих
о
и
тер
и
ащ
ж
ер
д
со
вется
казы
о
и
етвю
сущ
качество поверхностных вод, ограничивающих их использование, а также
з
и
л
ан
ет
ад
о
п
в
д
кси
о
негативно влияющих на состояние дна и береговых водных объектов.
есь
зд
учае
сл
ы
ан
д
и
ер
м
Охрана водных объектов от загрязнения осуществляется посредством
это
ка
п
то
и
ац
егр
д
регулирования деятельности как стационарных, так и других источников
у
м
р
о
ф
загрязнения.
чв
о
п
ся
тн
о
20
На
территории
России
практически
ы
ар
п
все
водоемы
подвержены
й
ы
ктвн
о
и
ад
р
антропогенному влиянию. Качество воды в большинстве из них не отвечает
ческо
м
хи
з
и
л
ан
ы
н
ж
л
о
д
нормативным требованиям. Многолетние наблюдения за динамикой качества
а
зи
ен
б
ят
и
ед
р
п
я
зц
и
ган
р
о
поверхностных вод выявили тенденцию к росту их загрязненности. Ежегодно
и
р
катего
ста
вещ
г
ьн
ал
м
ти
п
о
увеличивается число створов с высоким уровнем загрязнения воды (более 10 ПДК
ьскя
ател
зд
и
зу
о
д
чн
ы
б
о
й
уго
р
д
чн
ги
л
эко
) и количество случаев экстремально высокого загрязнения водных объектов
ях
вн
ер
д
вй
о
н
я
и
ен
авл
р
уп
(свыше 100 ПДК).
ть
и
ан
хр
со
Основными источниками загрязнения водоемов служат предприятия черной
вл
казы
о
качество
т
ен
о
м
атя
ж
ер
д
со
и цветной металлургии, химической и нефтехимической промышленности,
х
твы
го
й
ы
н
д
о
и
р
п
целлюлозно-бумажной, легкой промышленности.
я
и
ен
зр
й
уго
р
д
Микробное загрязнение вод происходит в результате поступления в водоемы
й
гател
ви
д
ка
п
то
е
д
ви
патогенных микроорганизмов. Имеет место также тепловое загрязнение вод в
ен
л
б
со
и
р
п
ей
сво
ах
ем
д
во
результате поступления нагретых сточных вод.
х
ы
ан
р
зб
и
ы
р
д
ево
угл
Загрязняющие вещества условно можно разделить на несколько групп. По
х
ы
ен
туал
х
уги
р
д
си
о
тн
хал
г
н
ер
сф
о
атм
физическому состоянию выделяют нерастворимые, коллоидные и растворимые
в
д
кси
о
гут
о
м
ть
скаж
и
примеси. Кроме того, загрязнения делятся на минеральные, органические,
т
вю
и
л
акп
н
ям
ел
д
вы
ет
ад
о
п
бактериальные и биологические [8].
с
о
р
б
вы
Степень
еи
ян
загр
опасности
сноса
пестицидов
ьы
тел
ачи
зн
в
период
обработки
п
о
р
д
сельскохозяйственных угодий зависит от способа применения и формы препарата.
о
б
и
л
чи
зад
м
и
ящ
асто
н
ы
н
ер
сф
о
атм
При наземной обработке опасность загрязнения водоемов меньше. При
уэта
л
си
ес
ц
о
р
п
яю
ставл
о
п
авиаобработке препарат может сноситься потоками воздуха на сотни метров и
уха
зд
во
зкй
и
н
яь
ем
стр
в
д
ето
м
осаждаться на необработанной территории и поверхности водоемов [36].
чн
ы
б
о
е
чн
ы
б
о
т
схд
и
о
р
п
Нарастают процессы деградации поверхностных водных объектов за счет
сетй
еи
ян
загр
ьы
ал
о
и
кц
ун
ф
х
сбросов в них загрязненных сточных вод предприятиями и объектами жилищноя
зц
и
ган
р
о
т
и
ж
ер
д
со
ахчкл
м
коммунального хозяйства, нефтехимической, нефтяной, газовой, угольной,
м
и
н
мясной,
лесной,
вх
то
ы
б
ч
зад
деревообрабатывающей
и
я
н
и
ед
со
целлюлозно-бумажной
тся
вю
казы
о
промышленности, а также черной и цветной металлургии, сбора коллекторноетвю
сущ
х
ен
л
ш
ы
м
о
р
п
сты
хн
вер
о
п
дренажных вод с орошаемых земель, загрязненных ядохимикатами и пестицидами
асчет
р
сть
ен
л
ш
ы
м
о
р
п
[31].
Суммарный расход загрязненных вод на водозаборах составляет 5-6% от
ятс
ел
д
м
стян
о
п
сяч
ты
ая
н
ем
вр
со
21
общего количества подземных вод, используемых для хозяйственно-питьевого
чск
и
етал
м
е
ы
н
ад
кл
и
р
п
ам
п
ти
водоснабжения.
На территории России обнаружено около 500 участков, где подземные воды
см
о
р
б
вы
и
ащ
ж
ер
д
со
е
ящ
асто
н
о
ел
д
загрязнены сульфатами, хлоридами, соединениями азота, меди, цинка, свинца,
е
ш
ви
усл
б
о
ем
вн
ы
ад
кл
и
р
п
и
щ
твечаю
о
и
н
л
ед
асп
р
кадмия, ртути, уровни содержания, которые в десятки раз превышают ПДК.
ч
зад
вй
асто
р
ы
н
ер
сф
о
атм
Из-за повышенного загрязнения водоисточников традиционно применяемые
ае
ж
что
и
ун
стк
чи
о
х
ы
д
твер
технологии обработки воды в большинстве случаев недостаточно эффективны. На
си
о
р
г
н
д
о
е
уги
р
д
у
ческо
м
хи
эффективность водоподготовки отрицательно влияет дефицит реагентов и низкий
ет
ад
о
п
вая
чи
есп
б
о
м
еи
ян
загр
уровень оснащенности водопроводных станций, автоматикой и приборами
и
ел
ц
ес
ц
о
р
п
ая
н
чер
контроля. Положение усугубляется тем, что 40% внутренних поверхностей
ы
ен
ж
л
о
асп
р
х
ы
н
уп
кр
й
езн
л
о
б
трубопроводов поражены коррозией, покрыты ржавчиной, следовательно, при
асчет
р
вх
то
ы
б
у
ер
сф
о
атм
транспортировке качество воды дополнительно ухудшается [21].
ь
л
о
р
ства
зяй
хо
х
ы
ан
р
зб
и
Водоотводящие системы и сооружения - это один из видов инженерного
я
тр
о
см
ы
тр
еко
н
в
д
кси
о
оборудования и благоустройства населенных пунктов, жилых, общественных и
скм
д
р
го
производственных
зданий,
ел
тяж
обеспечивающих
ью
щ
м
о
п
вл
казы
о
необходимый
санитарно-
ак
н
д
о
гигиенические условия труда, быта и отдыха населения. Системы водоотведения и
ь
л
о
р
очистки
состоят
из
е
ящ
асто
н
предназначенных
для
асти
л
б
о
ства
зяй
хо
комплекса
оборудования,
приема
удаления
ах
д
р
го
к
чн
сто
и
и
по
к
о
сун
и
р
сетей
и
сооружений,
у
м
р
о
ф
трубопроводам
ы
н
ер
сф
о
атм
бытовых
производственных и атмосферных сточных вод, а также для их очистки и
д
кси
о
твен
со
с
о
р
б
вы
обезвреживания перед сбросом в водоем или утилизацией.
я
зц
и
ган
р
о
в
д
р
го
Объектами водоотведения являются здания различного назначения, а также
чесо
акти
ф
ак
н
д
о
е
ы
чн
сто
й
ы
ктвн
о
и
ад
р
вновь строящиеся, существующие и реконструируемые города, поселки,
д
суб
ях
л
о
п
ы
н
й
во
промышленные предприятия, санитарно-курортные комплексы и т.п.
я
и
ен
авл
р
уп
ы
н
ж
вер
д
о
п
Сточные воды - это воды, использованные на бытовые, производственные
й
атур
екл
м
о
н
х
ы
р
н
о
и
стац
си
о
р
или другие нужды и загрязненные различными примесями, изменившими их
я
и
ен
стул
о
п
ваетя
ы
см
й
ы
н
л
о
п
первоначальный химический состав и физические свойства, а также воды,
учае
сл
г
н
д
о
еи
ян
загр
стекающие с территории населенных пунктов и промышленных предприятий в
ян
си
о
р
а
гд
ко
ем
д
во
результате выпадения атмосферных осадков или поливки улиц.
чск
и
м
тер
я
етвл
сущ
о
ы
ар
п
В зависимости от происхождения вида и состава сточные воды
ак
н
д
о
т
о
см
зави
подразделяются на три основные категории:
ед
ср
т
кар
в
д
кси
о
22
→
бытовые (от туалетных комнат, душевых, кухонь, бань, прачечных,
гатся
вер
д
о
п
х
ы
есн
л
е
л
о
б
аи
н
столовых, больниц; они поступают от жилых и общественных зданий, а также от
тв
ед
ср
ы
зам
о
тр
и
н
я
и
ен
стул
о
п
я
етвл
сущ
о
бытовых помещений и промышленных предприятий);
и
ектам
ъ
б
о
→
ектв
ъ
б
о
производственные(
воды,
использованные
ь
чен
о
в
технологических
те
о
аб
р
процессах, не отвечающие более требованиям, предъявляемым к их качеству; к
д
суб
д
во
ер
п
ьо
тел
ачи
зн
г
этой категории вод относят воды, откачиваемые на поверхность земли при добыче
и
ен
ш
вы
о
п
ях
л
о
п
х
ьы
ал
о
и
кц
ун
ф
м
ьш
л
о
еб
н
полезных ископаемых);
сб
о
→
атмосферные( дождевые и талые; вместе с атмосферными отводятся
ям
ел
д
вы
тся
вю
казы
о
д
зап
воды от полива улиц, от фонтанов и дренажей).
й
н
д
о
е
чн
ы
б
о
В практике используется также понятие городских сточных вод, которые
и
ен
авл
р
уп
а
вд
п
о
уб
тр
й
ектн
о
р
п
сяч
ты
представляют собой смесь бытовых и производственных сточных вод. Бытовые,
х
ы
тр
ко
г
ьн
ал
м
ти
п
о
я
етвл
сущ
о
производственные и атмосферные сточные воды отводятся как совместно, так и
х
ы
д
твер
и
м
ачеы
зн
б
о
ука
стр
раздельно. Наиболее широкое распространение получили общесплавные и
ства
зяй
хо
вк
и
л
о
п
гатся
вер
д
о
п
раздельные системы водоотведения. При общесплавной системе все три категории
е
и
ан
зд
со
е
ы
ьн
зуал
ви
т
о
см
зави
сточных вод отводятся по одной общей сети труб и каналов за пределы городской
й
и
ян
асто
р
и
щ
аю
ш
ухд
ь
л
и
б
м
авто
яи
е
н
загр
ка
п
то
территории на очистные сооружения. Раздельные системы состоят из нескольких
х
ы
р
н
о
и
стац
ах
д
р
го
ка
ж
ер
д
о
п
сетей труб и каналов: по одной из них отводятся дождевые и незагрязненные
ел
тяж
в
ти
о
р
п
ектв
ъ
б
о
ста
вещ
производственные сточные воды, а по другой или по нескольким сетям - бытовые
ка
п
то
т
схд
и
о
р
п
ен
м
о
д
и загрязненные производственные сточные воды [24,25].
к
о
сун
и
р
и
екц
о
р
п
яю
ставл
о
п
Помимо определения основных санитарно-химических показателей в
гут
о
м
е
ы
тн
р
ап
производственных сточных водах определяются концентрации специфических
я
стви
ей
д
о
ел
д
компонентов,
содержание
регламентом
производства
х
ы
н
б
о
уд
у
ер
сф
о
атм
которых
и
ен
авл
р
уп
и
а
р
д
н
л
и
ц
предопределяется
номенклатурой
технологическим
применяемых
ектв
ъ
б
о
веществ.
зкй
и
н
Производственные сточные воды делятся на две основные категории: загрязненные
тя
и
ж
ер
д
со
ся
тн
о
ха
ы
тд
о
ьй
угл
о
авн
р
и незагрязненные (условно чистые).
м
и
н
1.2.4 Загрязнение почв
ск
ч
и
л
ета
м
Человек всегда использовал окружающую среду в основном как источник
х
ы
аем
п
ско
и
ы
н
и
ш
м
авто
чск
и
м
тер
е
ы
н
ад
кл
и
р
п
ресурсов, однако в течение очень длительного времени его деятельность не
х
ы
частн
в
о
л
кан
стви
ей
д
оказывала заметного влияния на биосферу. Лишь в конце прошлого столетия
а
р
д
во
вл
казы
о
чества
и
л
ко
а
всегд
23
изменения биосферы под влиянием хозяйственной деятельности обратили на себя
вл
казы
о
м
стян
о
п
вх
то
ы
б
н
и
д
о
внимание ученых. В первой половине нынешнего века эти изменения нарастали и
е
л
о
б
в
зм
и
ган
р
о
ьй
угл
о
авн
р
т
и
ж
ер
д
со
в настоящее время лавиной обрушились на человеческую цивилизацию. Стремясь
д
кси
о
ятм
и
ед
р
п
ука
стр
к улучшению условий своей жизни, человек постоянно наращивает темпы
ста
вещ
й
н
д
о
х
ы
л
и
ж
ахчкл
м
материального производства, не задумываясь о последствиях. При таком подходе
в
д
кси
о
я
и
ен
ш
вы
о
п
й
ы
н
д
о
и
р
п
большая часть взятых от природы ресурсов возвращается ей в виде отходов, часто
ьй
угл
о
авн
р
т
ю
м
и
зан
чи
зад
ятс
ел
д
о
б
и
л
ядовитых или непригодных для утилизации. Это создает угрозу и существованию
тся
н
ер
б
о
ьзую
л
о
сп
и
т
е
ящ
асто
н
биосферы, и самого человека[27].
т
ен
п
Загрязнение почв — вид антропогенной деградации почв, при которой
и
чагм
о
к
чн
сто
и
ы
н
и
ш
м
авто
содержание химических веществ в почвах, подверженных антропогенному
сти
ен
л
ш
ы
м
о
р
п
е
д
ви
е
чн
ы
б
о
воздействию, превышает природный региональный фоновый уровень их
е
л
о
б
аи
н
а
р
д
во
я
ем
вр
содержания в почвах.
е
и
щ
ю
ян
загр
Основной
критерий
загрязнения
к
о
сун
и
р
окружающей
среды
й
ы
н
уп
кр
различными
м
ы
н
д
о
и
р
п
веществами — проявление признаков вредного действия этих веществ в
и
ектам
ъ
б
о
с
о
р
б
вы
м
ьш
л
о
еб
н
окружающей среде на отдельные виды живых организмов, так как устойчивость
е
и
ан
зд
со
е
и
щ
ю
ян
загр
ах
д
р
го
отдельных видов последних к химическому воздействию существенно различается
ен
л
б
со
и
р
п
х
и
щ
ю
ян
загр
х
ы
асел
н
а
гд
ко
. Экологическую опасность представляет то, что в окружающей человека
й
ен
л
ш
ы
м
о
р
п
ет
ян
загр
природной среде по сравнению с природными уровнями превышено содержание
ей
сво
ц
и
л
таб
т
ю
м
и
зан
определенных химических веществ за счет их поступления из антропогенных
х
и
щ
ствую
ей
д
х
уги
р
д
у
ер
сф
о
атм
источников. Эта опасность может реализоваться не только для самых
сти
ен
л
ш
ы
м
о
р
п
х
ы
н
уп
кр
ьн
ал
и
ец
сп
ы
чувствительных видов живых организмов[4].
я
стви
ей
д
х
ы
ен
туал
Загрязнение экосистемы — один из видов ее деградации, загрязнение почв —
есь
зд
атя
ж
ер
д
со
ям
ел
д
вы
т
ен
п
один из опаснейших видов деградации почв и экосистемы в целом. Загрязняющие
е
ы
м
усти
п
о
д
с
о
р
б
вы
тв
ед
ср
й
чко
и
ер
сф
вещества — это вещества антропогенного происхождения, поступающие в
й
ы
н
р
б
газо
ять
ан
хр
со
окружающую среду в количествах, превышающих природный уровень их
е
л
о
б
ь
чен
о
ьк
л
то
поступления.
о
стал
Почти все загрязняющие вещества, которые первоначально попали в
о
ел
д
е
сл
чи
е
ы
м
усти
п
о
д
атмосферу, в конечном итоге оказываются на поверхности суши и воды.
ука
стр
ы
б
о
сп
х
вем
азы
н
Оседающие аэрозоли могут содержать ядовитые тяжелые металлы - свинец,
х
ы
ьн
л
и
б
м
авто
яес
авл
тр
о
х
и
щ
аю
ш
евы
р
п
ен
л
б
со
и
р
п
кадмий, ртуть, медь, ванадий, кобальт, никель. Обычно они малоподвижны и
х
ы
сам
ен
во
т
ю
м
и
зан
т
ьзую
л
о
сп
и
24
накапливаются в почве. Но в почву попадают с дождями также кислоты.
ет
ад
о
п
т
ш
вр
есо
н
е
уги
р
д
ясьт
ем
р
Соединяясь с ними, металлы могут переходить в растворимые соединения,
ей
учш
л
ел
б
ги
д
суб
доступные растениям. В растворимые формы переходят также вещества, постоянно
я
и
ен
стул
о
п
д
кси
о
и
м
ачеы
зн
б
о
учае
сл
присутствующие в почвах, что иногда приводит к гибели растений. Примером
ть
и
ан
хр
со
вй
асто
р
г
н
ер
сф
о
атм
п
о
р
д
может служить весьма распространенный в почвах алюминий, растворимые
е
л
о
б
аи
н
д
кси
о
тн
о
сл
ки
соединения которого поглощаются корнями деревьев. Алюминиевая болезнь, при
д
о
и
н
и
чагм
о
ян
си
о
р
ы
д
ац
м
и
л
которой нарушается структура тканей растений, оказывается для деревьев
чск
и
етал
м
и
р
катего
ятм
и
ед
р
п
смертельной[33].
ы
н
й
во
С другой стороны, кислые дожди вымывают необходимые для растений
ет
ян
загр
и
м
ы
ан
д
м
тако
ахчкл
м
питательные соли, содержащие азот, фосфор и калий, что снижает плодородие
ей
щ
аю
уж
кр
о
д
зап
ста
вещ
еь
см
почв. Повышение кислотности почв из-за кислых дождей губит полезные
й
ы
н
л
о
п
о
яд
агл
н
н
п
о
хл
вы
е
ски
д
р
го
почвенные микроорганизмы, нарушает все микробиологические процессы в почве,
е
ы
н
ад
кл
и
р
п
и
м
о
п
и
ан
п
м
ко
делает невозможным существование ряда растений и иногда оказывается
в
о
л
кан
еь
см
х
ы
тр
ко
м
и
ьш
л
о
б
благоприятным для развития сорняков.
ы
б
о
сп
Все это можно назвать непреднамеренным загрязнением почв.
ь
л
и
б
м
авто
ств
н
и
ьш
л
о
б
х
и
н
аш
м
о
д
Но можно говорить и о преднамеренном загрязнении почвы. Начнем с
чв
о
п
асчет
р
ть
скаж
и
применения минеральных удобрений, вносимых в почву специально для
а
д
кси
о
ы
н
ж
л
о
д
х
ы
сктн
о
л
п
повышения урожайности сельскохозяйственных культур.
и
чагм
о
яет
л
усгб
Избыток удобрений выщелачивается и смывается с полей талыми и
т
кар
чат
ю
вкл
м
эти
дождевыми водами (и оказывается в водоемах суши и в море). Излишние азотные
ы
д
кси
о
й
н
д
о
я
ьн
кал
ти
вер
е
ы
ан
д
удобрения в почве распадаются, и газообразный азот выделяется в атмосферу, а
еи
ян
загр
ях
л
о
п
тва
й
сем
органическое вещество гумуса, составляющего основу плодородия почвы,
я
л
о
д
ю
и
тян
со
есятки
д
х
ы
ьн
ал
м
ти
п
о
разлагается на углекислый газ и воду. Поскольку органическое вещество не
м
и
ьш
л
о
б
я
ван
и
ер
п
о
есы
л
п
м
ко
возвращается в почву, гумус истощается и почвы деградируют. Особенно сильно
ста
вещ
си
о
тн
хал
т
ен
о
м
е
л
о
б
страдают крупные зерновые хозяйства, не имеющие отходов животноводства
тся
вю
казы
о
ся
тн
о
вк
о
чел
(например, на бывшей целине Казахстана, Предуралья и Западной Сибири). Кроме
ятс
ел
д
у
ер
сф
к
о
сун
и
р
честв
и
л
ко
нарушения структуры и обеднения почв, избыток нитратов и фосфатов приводит к
ется
уш
ар
н
чскй
и
аф
р
гео
х
ы
аем
п
ско
и
я
стви
ей
д
серьезному ухудшению качества продуктов питания людей. Некоторые растения
е
такж
ятс
ел
д
ю
вн
о
ур
е
ы
чн
сто
(например, шпинат, салат) способны накапливать нитраты в больших количествах.
е
уги
р
д
сь
тн
о
л
п
я
и
ен
авл
тр
о
х
ы
л
и
ж
«Съев 250 граммов салата, выращенного на переудобренной грядке, можно
аы
тр
и
н
ьо
ал
п
ц
и
ун
м
с
о
р
б
вы
25
получить дозу нитратов, эквивалентную 0,7 грамма аммиачной селитры. В
ен
л
б
со
и
р
п
во
сер
е
и
щ
ю
ян
загр
х
и
щ
ю
ян
загр
кишечном тракте нитраты превращаются в ядовитые нитриты, которые в
сяч
ты
тя
аю
зд
со
е
ящ
асто
н
дальнейшем могут образовать нитрозамины - вещества, обладающие сильными
в
д
ето
м
ят
н
и
ед
со
м
стян
о
п
г
н
ер
сф
о
атм
канцерогенными свойствами. Кроме того, в крови нитриты окисляют гемоглобин и
в
газо
х
уги
р
д
щ
аю
уж
кр
о
ях
л
о
п
лишают его способности связывать кислород, необходимый для живой ткани. В
чи
зад
е
аьн
б
о
гл
е
л
о
б
аи
н
результате возникает особый вид малокровия – метгемоглобинемия. Ядохимикаты
о
сл
чи
ваы
сн
о
и
ен
авл
р
уп
- инсектициды против вредных насекомых в сельском хозяйстве и в быту,
ачем
н
и
ен
ш
вы
о
п
см
о
р
б
вы
е
л
о
б
аи
н
пестициды против различных вредителей сельскохозяйственных растений,
г
о
ен
ащ
р
вы
х
уги
р
д
а
д
кси
о
гербициды против сорняков, фунгициды против грибковых заболеваний растений,
ят
д
хо
ер
п
д
суб
з
ен
б
яет
л
усгб
дефолианты для сбрасывания листьев у хлопка, зооциды против грызунов,
ахчкл
м
ы
ар
п
х
ен
л
ш
ы
м
о
р
п
нематоциды против глистов, лимациды против слизней стали широко применяться
е
сл
чи
скм
д
р
го
чи
зад
саж
ся
тн
о
с конца второй мировой войны[31].
х
ен
л
ш
ы
м
о
р
п
и
ел
ц
Все эти вещества ядовиты. Это очень устойчивые вещества, и поэтому они
г
о
асн
кр
а
д
о
ер
угл
тся
н
ер
б
о
могут накапливаться в почве и сохраняться десятилетиями.
см
о
р
б
вы
тся
и
д
ахо
н
ст
звд
и
о
р
п
Использование ядохимикатов, несомненно, сыграло существенную роль в
асти
л
б
о
ы
угл
ви
о
кр
повышении урожайности сельскохозяйственных культур. Иногда ядохимикаты
ха
ы
тд
о
си
о
р
е
аьн
б
о
гл
спасают до 20 процентов урожая[1].
т
еф
н
Но вскоре обнаружились и отрицательные последствия применения
х
ы
н
д
и
ьф
сул
й
о
н
и
аш
м
е
такж
ядохимикатов. Оказалось, что их действие значительно шире, чем их назначение.
кр
о
щ
аю
уж
ста
вещ
яет
л
усгб
Инсектициды, например, действуют не только на насекомых, но и на теплокровных
вая
чи
есп
б
о
ы
р
д
ево
угл
а
р
д
во
животных и на человека. Убивая вредных насекомых, они убивают и множество
ке
д
и
ж
ьо
ал
п
ц
и
ун
м
о
ел
д
полезных насекомых, в том числе тех, которые являются естественными врагами
ен
л
б
со
и
р
п
ять
ан
хр
со
й
ектн
о
р
п
я
и
н
еш
р
вредителей. Систематическое применение пестицидов стало приводить не к
уха
зд
во
ьы
ал
о
и
кц
ун
ф
х
а
см
ко
искоренению вредителей, а к возникновению новых рас вредителей, не
ях
вн
ер
д
х
вем
азы
н
восприимчивых к действию данного пестицида. Уничтожение конкурентов или
яет
л
усгб
чн
ги
л
эко
о
н
уд
тр
врагов того или иного из вредителей привело к появлению на полях новых
й
и
ян
асто
р
и
ан
п
м
ко
х
ан
стр
вк
о
чел
вредителей. Пришлось повышать дозы пестицидов в 2-3 раза, а иногда в десять и
и
ащ
ж
ер
д
со
е
ски
д
р
го
ях
л
о
п
е
сб
о
более раз. На это же толкало и несовершенство технологии применения
ю
л
о
д
чес
и
н
ко
т
ен
о
м
пестицидов. По некоторым оценкам, из-за этого в нашей стране до 90 процентов
и
етвю
сущ
и
ац
егр
д
тся
вю
казы
о
чск
и
етал
м
пестицидов тратится впустую и лишь загрязняет окружающую среду, нанося ущерб
х
ы
есн
л
вй
о
н
м
ы
н
д
о
и
р
п
т
и
ж
ер
д
со
26
здоровью людей. Нередки случаи, когда из-за халатности химизаторов пестициды
г
н
ер
сф
о
атм
ет
ян
загр
в
ео
азм
р
и
ен
авл
р
уп
ачем
н
рассыпаются буквально на головы работающих в поле людей.
з
и
л
ан
ы
н
и
ш
м
авто
еи
ян
загр
Некоторые растения (в частности, корнеплоды) и животные (например,
х
ы
ктн
о
ед
р
п
ст
звд
и
о
р
п
и
ен
авл
р
уп
обычные дождевые черви) накапливают в своих тканях пестициды в значительно
е
ы
чн
сто
и
екц
о
р
п
я
етвл
сущ
о
е
ы
чн
сто
больших концентрациях, чем почва. В результате пестициды попадают в пищевые
д
зап
я
и
ен
зр
ы
ар
п
цепи и достигают птиц, диких и домашних животных, человека. По оценкам
й
о
н
и
аш
м
я
и
ен
авл
тр
о
у
м
о
етн
агр
ы
ар
п
специалистов, в развивающихся странах от отравления пестицидами ежегодно
ы
н
ер
сф
о
атм
есь
зд
й
ен
л
ш
ы
м
о
р
п
заболевало 400 тысяч и умирало около 10 тысяч человек
и
р
катего
е
уги
р
д
ях
вн
ер
д
1.3 Применение ГИС-технологий для изучения городских территорий
ГИС включают в себя возможности СУБД , редакторов растровой и
й
ы
н
р
б
газо
е
ы
чн
сто
сло
и
ч
е
ы
связан
х
твы
го
и
ащ
ж
ер
д
со
векторной графики и аналитических средств и применяются в картографии,
оле
б
вл
казы
о
д
кси
о
геологии, метеорологии, землеустройстве, экологии, муниципальном управлении,
глы
у
х
ы
ествн
щ
б
о
о
н
тем
си
транспорте , экономике, обороне.
й
еско
ч
м
и
х
з
ли
ан
Проблемная ориентация ГИС определяется решаемыми в ней задачами
х
ы
лосктн
п
ес
ч
и
н
ко
(научными и прикладными), среди них инвентаризация ресурсов (в том числе
ае
ч
слу
елятс
д
з
ли
ан
кадастр), анализ, оценка, мониторинг, управление и планирование, поддержка
й
ы
м
и
д
х
б
ео
н
рен
и
п
х
д
заво
к
о
н
су
и
р
принятия решений. Интегрированные ГИС, ИГИС совмещают функциональные
ы
н
вой
ста
вещ
е
ы
ан
д
возможности ГИС и систем цифровой обработки изображений (данных
ектв
ъ
об
й
ко
ч
и
ер
сф
ы
ер
ж
н
и
дистанционного зондирования) в единой интегрированной среде[18].
й
и
ен
соруж
Полимасштабные,
множественных,
сть
н
х
вер
о
п
или
еста
м
или
ер
п
ю
ву
масштабно-независимые
ГИС
ц
ли
таб
полимасштабных
представлениях
ты
кар
основаны
на
пространственных
объектов, обеспечивая графическое или картографическое воспроизведение
ае
ж
то
ч
и
н
у
сты
н
х
вер
о
п
ае
ч
слу
данных на любом из избранных уровней масштабного ряда на основе
яь
стрем
ц
ли
таб
я
ац
м
р
о
ф
н
и
единственного набора данных с наибольшим пространственным разрешением.
в
д
ето
м
ел
тяж
Пространственно-временные
з
ли
ан
ГИС
е
ы
ан
д
оперируют
пространственно-временными
сло
и
ч
данными. Реализация геоинформационных проектов, создание ГИС в широком
г
ерн
осф
атм
з
ли
ан
д
р
о
п
смысле слова, включает этапы: предпроектных исследований, в том числе изучение
в
ч
о
п
й
етс
е
ы
тр
ко
кл
ч
ах
м
требований пользователя и функциональных возможностей используемых
е
ы
н
роб
п
программных
е
сб
о
средств
авляес
тр
о
ГИС,
технико-экономическое
й
во
ер
п
обоснование,
оценку
ю
вн
о
р
у
соотношения «затраты/прибыль; системное проектирование ГИС, включая стадию
етвля
осущ
е
и
щ
ю
ян
загр
ласти
б
о
27
пилот-проекта, разработку ГИС,её тестирование на небольшом территориальном
ся
отн
ваы
сн
о
т
о
см
зави
фрагменте, или тестовом участке, прототипирование, или создание опытного
ае
тож
ч
и
ун
в
д
кси
о
образца, или прототипа; внедрение ГИС; эксплуатацию и использование. Научные
ти
асн
п
о
аев
случ
я
кальн
ти
вер
вая
и
ч
есп
б
о
, технические, технологические и прикладные аспекты проектирования, создания и
и
щ
аю
отвеч
ть
и
ан
р
х
со
ы
ен
гало
использования ГИС изучаются геоинформатикой[7].
котрую
1.3.1 Задачи ГИС
ств
н
и
ш
ь
л
о
б
Ввод данных. Для использования в ГИС данные должны быть
•
г
о
асн
кр
чск
и
етал
м
вй
асто
р
преобразованы в подходящий цифровой формат (оцифрованы). В современных
ть
и
л
ед
р
п
о
ят
н
и
ед
со
е
ы
тр
ко
ГИС этот процесс может быть автоматизирован с применением сканерной
вл
казы
о
сетй
з
и
л
ан
технологии, либо, при небольшом объеме работ, данные можно вводить с
еь
см
ы
н
и
ш
м
авто
асти
л
б
о
а
б
о
сп
помощью дигитайзера.
тся
и
д
ахо
н
•
Манипулирование данными (например, масштабирование).
•
Управление
х
ен
л
ш
ы
м
о
р
п
данными.
В
ю
л
о
д
г
о
ен
ащ
р
вы
небольших
проектах
географическая
я
ен
зм
и
информация может храниться в виде обычных файлов, а при увеличении объема
ваы
сн
о
тья
и
о
сн
е
ы
тр
ко
щ
аю
уж
кр
о
информации и росте числа пользователей для хранения, структурирования и
т
аю
связы
ся
тн
о
есятки
д
управления данными применяются СУБД.
й
и
ян
асто
р
еи
ян
загр
Запрос и анализ данных — получение ответов на различные вопросы
•
тан
р
б
ко
и
вел
ять
ан
хр
со
й
ен
л
ш
ы
м
о
р
п
вх
то
ы
б
(например, кто владелец данного земельного участка? На каком расстоянии друг от
а
д
о
ер
угл
х
ы
езн
л
о
п
в
д
ето
м
й
и
ян
асто
р
друга расположены эти объекты? Где расположена данная промышленная зона?
м
ен
ш
вы
о
п
я
етвл
сущ
о
таве
со
Где есть места для строительства нового дома? Каков основный тип почв под
и
ен
ш
вы
о
п
асчет
р
в
д
р
го
ы
д
ац
м
и
л
еловыми лесами? Как повлияет на движение транспорта строительство новой
зкй
и
н
х
ы
ен
туал
ся
тн
о
м
ы
н
д
о
и
р
п
дороги?).
•
Визуализация данных. Например, представление данных в виде карты
като
ер
м
я
и
н
ед
б
о
е
ы
чн
сто
в
тан
ю
л
о
п
или графика.
1.3.2 Возможности ГИС
я
а
к
со
ы
в
ГИС включают в себя возможности СУБД , редакторов растровой и
и
м
вы
осн
е
ы
н
ч
сто
и
щ
аю
твеч
о
векторной графики и аналитических средств и применяются в картографии,
ц
ли
таб
и
екц
о
р
п
е
ящ
асто
н
геологии, метеорологии, землеустройстве, экологии, муниципальном управлении,
тольк
х
ы
о
сп
ан
тр
ы
н
и
ш
м
авто
транспорте, экономике, обороне. ГИС позволяют решать широкий спектр задач —
рвать
ели
од
см
связь
я
и
н
ещ
азм
р
ю
вн
о
р
у
будь то анализ таких глобальных проблем как перенаселение, загрязнение
еры
осф
атм
ет
расч
е
ги
у
р
д
28
территории, сокращение лесных угодий, природные катастрофы, так и решение
тав
со
ет
расч
ества
ч
ли
ко
и
ч
зад
частных задач, таких как поиск наилучшего маршрута между пунктами, подбор
м
и
н
ам
п
ти
е
н
ч
ы
б
о
е
зм
и
ган
р
о
оптимального расположения нового офиса, поиск дома по его адресу, прокладка
е
ы
альн
зу
ви
ка
ерж
од
п
е
ы
тр
ко
ть
и
ан
р
х
со
трубопровода на местности, различные муниципальные задачи.
и
екц
о
р
п
се
у
б
гло
елятс
д
вы
ГИС-система позволяет:
я
ветарзц
н
и
•
определить какие объекты располагаются на заданной территории;
•
определить местоположение объекта (пространственный анализ);
•
дать анализ плотности распределения по территории како-то
о
д
ви
м
ьш
л
о
еб
н
у
м
о
етн
агр
ть
и
л
ед
р
п
о
у
м
о
ьзн
сер
ты
кар
у
ер
сф
етвю
сущ
явления(например плотность расселения);
тя
и
ж
ер
д
со
аи
етр
ц
н
ко
•
определить временные изменения на определенной площади);
•
смоделировать,
и
етвю
сущ
см
о
р
б
вы
что
г
н
д
о
произойдет
при
внесении
изменений
ен
во
в
расположение объектов (например, если добавить новую дорогу).
ста
вещ
учаев
сл
а
зи
ен
б
еы
м
усти
п
о
д
1.3.3 Области применения ГИС
х
ы
н
еств
щ
б
о
•
Управление земельными ресурсами, земельные кадастры. Для решения
г
ьн
ал
м
ти
п
о
ы
ер
сф
о
атм
ц
и
л
таб
проблем, имеющих пространственную привязку и начали создавать ГИС.
тья
и
о
сн
Типичные
я
ен
зм
и
задачи —
составление
ст
звд
и
о
р
п
ей
вш
ы
б
кадастров,
классификационных
х
уги
р
д
карт,
гатся
вер
д
о
п
определение площадей участков и границ между ними и т. д.
стк
чи
о
•
ьк
л
то
Инвентаризация,
т
ьзую
л
о
сп
и
учет,
твеча
о
планирование
размещения
й
ы
м
и
хд
б
ео
н
объектов
е
ы
тр
ко
распределенной производственной инфраструктуры и управление ими. Например,
ства
зяй
хо
и
м
вы
сн
о
нефтегазодобывающие компании или компании, управляющие энергетической
и
есл
м
ен
ш
вы
о
п
е
о
сп
ан
тр
сетью, системой бензоколонок, магазинов и т. п.
ука
стр
•
ть
и
л
ед
р
п
о
Проектирование, инженерные изыскания, планировка в строительстве,
ся
тн
о
ви
о
кр
е
ы
н
ад
кл
и
р
п
архитектуре. Такие ГИС позволяют решать полный комплекс задач по развитию
всех
асчет
р
саж
я
н
и
ед
со
территории, оптимизации инфраструктуры строящегося района, требующегося
е
и
щ
ю
ян
загр
ь
л
и
б
м
авто
ектв
ъ
б
о
количества техники, сил и средств.
асти
л
б
о
•
Тематическое картографирование.
•
Управление наземным, воздушным и водным транспортом. ГИС
вх
то
ы
б
й
ы
ктвн
о
и
ад
р
ях
л
о
п
ст
звд
и
о
р
п
позволяет решать задачи управления движущимися объектами при условии
х
ы
езн
л
о
п
стк
чи
о
тя
и
ж
ер
д
со
выполнения заданной системы отношений между ними и неподвижными
е
такж
ста
вещ
асчет
р
ятс
ел
д
29
объектами. В любой момент можно узнать, где находится транспортное средство,
х
еы
ян
загр
ей
вш
ы
б
ст
звд
и
о
р
п
всех
рассчитать загрузку, оптимальную траекторию движения, время прибытия и т. п.
вы
о
л
теп
вется
казы
о
е
ы
н
б
о
р
п
есто
ы
н
ч
Управление природными ресурсами, природоохранная деятельность и
•
т
ен
о
м
вх
о
м
ы
д
экология. ГИС помогает определить текущее состояние и запасы наблюдаемых
я
и
ен
ш
вы
о
п
като
ер
м
х
ы
асел
н
ят
д
хо
ер
п
ресурсов, моделирует процессы в природной среде, осуществляет экологический
ет
ян
загр
г
о
н
м
а
вд
п
о
уб
тр
мониторинг местности.
х
ы
есн
л
Геология,
•
минерально-сырьевые
азуя
р
б
о
ресурсы,
горнодобывающая
чи
зад
промышленность. ГИС осуществляет расчеты запасов полезных ископаемых по
всех
о
б
и
л
тн
о
сл
ки
результатам проб (разведочное бурение, пробные шурфы) при известной модели
а
гд
о
н
и
ы
н
евси
р
д
о
н
уд
тр
х
вем
азы
н
процесса образования месторождения.
тся
н
ер
б
о
к
стчн
и
д
во
Чрезвычайные
•
ситуации.
С
у
м
р
о
ф
помощью
ГИС
производится
я
л
о
д
прогнозирование чрезвычайных ситуаций (пожаров, наводнений, землетрясений,
тей
и
кр
етвю
сущ
и
м
о
п
селей, ураганов), расчет степени потенциальной опасности и принятие решений об
е
д
ви
х
геы
п
о
тр
ан
кл
о
х
еы
ян
загр
оказании помощи, расчет требуемого количества сил и средств для ликвидации
х
ы
сктн
о
л
п
ю
и
тян
со
е
ты
ви
о
яд
чрезвычайных ситуаций, расчет оптимальных маршрутов движения к месту
ется
уш
ар
н
в
ти
о
р
п
ти
асн
п
о
во
сер
бедствия, оценка нанесенного ущерба.
в
д
кси
о
ш
а
м
й
о
н
и
Военное дело. Решение широкого круга специфических задач,
•
т
вю
и
л
акп
н
е
ы
тр
ко
х
твы
го
связанных с расчетом зон видимости, оптимальных маршрутов движения по
в
д
кси
о
х
уги
р
д
ы
ан
д
и
ер
м
пересеченной местности с учетом противодействия и т. п.
вую
ер
п
кл
о
о
д
ви
Сельское хозяйство. Прогнозирование урожайности и увеличения
•
я
ьн
кал
ти
вер
ят
д
хо
ер
п
производства сельскохозяйственной продукции, оптимизация ее транспортировки
д
кси
о
х
щ
яю
и
вл
вй
асто
р
и сбыта.
1.3.4 Структура ГИС
си
о
тн
л
а
х
ГИС-система включает в себя пять ключевых составляющих:
й
и
ен
соруж
й
лезн
о
б
ам
тп
зо
и
аппаратные средства. Это компьютер, на котором запущена ГИС. В
•
у
м
о
етн
агр
м
ен
ш
вы
о
п
настоящее время ГИС работают на различных типах компьютерных платформ, от
честв
и
л
ко
я
етвл
сущ
о
ста
вещ
х
геы
п
о
тр
ан
централизованных серверов до отдельных или связанных сетью настольных
г
ко
д
и
ж
ы
р
д
ево
угл
е
ы
н
б
о
р
п
компьютеров;
•
программное обеспечение. Содержит функции и инструменты,
н
п
о
хл
вы
ьш
л
о
еб
н
м
яю
ставл
о
п
необходимые для хранения, анализа и визуализации географической информации.
х
ы
ьн
л
и
б
м
авто
тся
и
д
ахо
н
я
етвл
сущ
о
30
К таким программным продуктам относятся: инструменты для ввода и
чат
ю
вкл
щ
аю
уж
кр
о
в
о
л
кан
оперирования географической информацией; система управления базой данных
ят
н
и
ед
со
в
о
л
кан
я
и
ен
авл
р
уп
(DBMS или СУБД); инструменты поддержки пространственных запросов, анализа
я
и
ен
стул
о
п
х
ы
ьн
ал
м
ти
п
о
щ
ую
ед
сл
о
п
х
и
щ
аю
ш
евы
р
п
и визуализации;
данные. Данные о пространственном положении (географические
•
ет
ад
о
п
тья
и
о
сн
учае
сл
данные) и связанные с ними табличные данные могут собираться и
ы
н
ер
сф
о
атм
ка
ж
ер
д
о
п
й
ы
н
уп
кр
подготавливаться самим пользователем, либо приобретаться у поставщиков на
о
д
ви
еи
ян
загр
еи
ян
загр
коммерческой или другой основе. В процессе управления пространственными
ектв
ъ
б
о
х
ы
аем
п
ско
и
ьы
ал
о
и
кц
ун
ф
х
данными ГИС интегрирует пространственные данные с другими типами и
кая
со
вы
скм
д
р
го
ускаем
п
вы
источниками данных, а также может использовать СУБД, применяемые многими
е
л
о
б
аи
н
х
ы
д
твер
ятс
ел
д
вы
а
р
д
н
л
и
ц
организациями для упорядочивания и поддержки имеющихся в их распоряжении
ы
н
евси
р
д
всей
х
ы
ьн
ал
м
ти
п
о
данных;
исполнители. Пользователями ГИС могут быть как технические
•
чв
о
п
м
о
ел
ц
си
о
тн
хал
специалисты, разрабатывающие и поддерживающие систему, так и обычные
ы
н
ер
сф
о
атм
ьн
л
и
б
м
авто
х
ы
сотрудники, которым ГИС помогает решать текущие каждодневные дела и
во
сер
ьта
езул
р
г
н
ер
сф
о
атм
е
такж
проблемы;
Картографические проекции
т
ьзую
л
о
сп
и
Традиционный метод представления формы Земли – это глобус. Тем не менее
честв
и
л
ко
ы
ер
ж
н
и
х
ы
асел
н
ы
н
б
о
сп
, здесь возникает ряд проблем. Хотя глобусы достаточно точно передают форму
и
екц
о
р
п
ей
сво
ах
д
р
го
в
д
р
го
Земли и очертания континентов, их невозможно носить с собой в кармане. Также
ь
л
о
р
ч
зад
ц
и
ан
гр
е
л
о
б
аи
н
они подходят для использования в очень малых масштабах (примерно 1 к 100 млн
ы
н
б
о
сп
т
кар
х
вем
азы
н
учи
л
о
п
). Большинство тематических данных, используемых в картографических
к
о
сун
и
р
вк
и
л
о
п
приложениях, имеют гораздо более крупный масштаб. Типичные наборы
н
и
д
о
й
ческо
м
хи
я
тр
о
см
х
чы
м
и
р
сп
во
геоданных имеют масштаб 1:250 000 или крупнее, в зависимости от уровня
ае
ж
что
и
ун
ю
л
о
д
е
р
вско
ахчкл
м
детализации. Глобус подобного масштаба было бы трудно произвести и еще более
и
ан
п
м
ко
е
зм
и
ган
р
о
ка
ж
ер
д
о
п
ка
ж
ер
д
о
п
трудно сдвинуть с места. Поэтому картографы разработали ряд математических
ы
тр
еко
н
техник,
ах
д
р
го
й
ы
н
ар
сум
называемых картографическими
д
во
ер
п
проекциями,
ы
н
евси
р
д
разработанных
х
еы
ян
загр
для
представления сферической поверхности Земли в двух измерениях[7].
сетй
й
во
ер
п
вую
ер
п
Смотря на Землю с близкого расстояния, люди воспринимают ее плоской.
ы
ен
ж
л
о
асп
р
вье
р
о
зд
о
стал
Тем не менее, из космоса она выглядит шарообразной. Карты, как известно,
атя
ж
ер
д
со
и
ац
егр
д
ся
тн
о
31
являются представлением реальности. Они создаются для представления не только
е
ы
н
ад
кл
и
р
п
х
ы
н
д
во
ед
ср
самих объектов, но и их формы, размеров и пространственных отношений. Каждая
й
уго
р
д
ах
ем
д
во
я
тр
о
см
уш
д
картографическая проекция имеет достоинства и недостатки. Выбор лучшей
ты
кар
й
и
ен
уж
р
со
ста
вещ
проекции зависит от масштаба карты и от цели ее создания. Например, проекция,
х
ьы
ал
о
и
кц
ун
ф
чву
о
п
саж
т
кар
которая будет иметь неприемлемые искажения в случае создания карты на весь
ей
вш
ы
б
е
и
ан
зд
со
африканский
й
чко
и
ер
сф
континент,
может
в
тан
ю
л
о
п
составления крупномасштабной
быть
отличным
ед
ср
(детальной)
в
о
л
кан
ся
тн
о
и
м
вы
сн
о
решением
стви
ей
д
карты одного
из
й
ы
м
и
хд
б
ео
н
для
африканских
честв
и
л
ко
городов. Свойства картографической проекции также воздействуют на визуальные
см
о
р
б
вы
х
ы
н
уп
кр
есы
л
п
м
ко
характеристики карты[21]. Некторые проекции хороши для малых областей,
х
и
н
аш
м
о
д
в
газо
си
о
р
вк
о
чел
некоторые – для территорий с большим протяжением с запада на восток, третьи –
и
ащ
ж
ер
д
со
качеств
м
и
н
еш
р
й
ы
н
л
о
п
с севера на юг.
Три семейства картографических проекций:
ет
ад
о
п
м
ы
н
д
о
и
р
п
Процесс создания картографической проекции может быть наглядно показан
вую
ер
п
я
и
н
ещ
азм
р
х
ы
асел
н
сти
ен
л
ш
ы
м
о
р
п
путем помещения источника света внутрь прозрачного глобуса с обозначенными
уктв
д
о
р
п
м
и
н
я
ем
вр
е
ы
тн
р
ап
параллелями и меридианами. Свет падает на лист бумаги. Различные способы
ях
вн
ер
д
проецирования
имитируются
х
ы
сам
м
и
ящ
асто
н
ю
и
тян
со
оборачиванием
глобуса
ы
ер
сф
о
атм
х
ы
ьн
л
и
б
м
авто
листом
в
форме цилиндра, конуса, или просто прикладыванием плоского листа. Каждый из
а
гд
о
н
и
х
ы
асел
н
х
ы
езн
л
о
п
кл
о
этих методов называется семейством картографических проекций. Таким образом,
м
и
н
еш
р
существуют
кл
о
г
о
н
м
ста
вещ
семейства цилиндрических, конических и плоскостных
х
ен
л
ш
ы
м
о
р
п
вй
о
н
проекций.(Рисунок 1)
ел
б
ги
д
кси
о
32
Рисунок 1 - Три семейства картографических проекций:
ец
н
сви
качеств
а) цилиндрические, б) конические и в) плоскостные проекции.
а
всегд
й
ы
н
ар
сум
Процесс проецирования осуществляется с использованием математических
т
о
см
зави
ы
ер
ж
н
и
принципов геометрии и тригонометрии. Процесс, показанный выше, моделируется
аы
тр
и
н
ст
звд
и
о
р
п
х
ы
н
д
во
тн
о
сл
ки
числовыми функциями[16].
й
ы
н
д
о
и
р
п
Точность картографических проекций
сты
хн
вер
о
п
Картографические
тя
асю
р
б
вы
проекции
си
о
тн
хал
по
определению
не
могут
передать
е
ящ
асто
н
сферическую поверхность со 100% точностью. В ходе проецирования любая карта
я
стви
ей
д
будет
е
р
вско
иметь
ы
ер
ж
н
и
ть
и
л
ед
р
п
о
и
екц
о
р
п
искажения углов, расстояний или площадей.
кая
со
вы
у
ер
сф
ьн
ал
м
ти
п
о
х
ы
Картографическая
проекция может быть компромиссной, т.е. искажать все три свойства в некоторых
чск
и
м
тер
есь
зд
х
ы
ьн
ал
м
ти
п
о
ств
н
и
ьш
л
о
б
допустимых пределах. Примером компромиссной проекции служит проекция
уэта
л
си
е
такж
Робинсона, часто используемая для карт мира.(Рисунок 2)
х
ы
р
н
о
и
стац
я
зц
ветар
н
и
ю
л
о
д
и
ектам
ъ
б
о
33
Рисунок 2 - Проекция Робинсона является компромиссной проекции
ет
ян
загр
з
и
л
ан
х
уги
р
д
Как уже сказано, при перенесении Земли на плоскость сохранить точность
е
ы
ан
д
и
есл
и
м
о
п
всех характеристик одновременно невозможно. Это означает, что если Вам нужно
вется
казы
о
х
ы
н
д
и
ьф
сул
ть
и
л
ед
р
п
о
м
ьш
л
о
б
аи
н
осуществлять точные аналитические операции по карте, Вы должны выбрать
я
н
и
ед
со
тва
й
сем
я
ван
и
ер
п
о
картографическую проекцию, которая наилучшим образом сохраняет точность
си
о
тн
хал
е
ящ
асто
н
т
кар
тся
вю
казы
о
характеристики, которую Вы будете измерять. Например, если Вы хотите измерять
ец
ад
вл
сяч
ты
я
и
н
еш
р
в
д
кси
о
расстояния на Вашей карте, Вам следует выбрать проекцию, которая обеспечивает
и
н
л
ед
асп
р
й
ектн
о
р
п
х
ы
д
твер
о
б
и
л
высокую точность расстояний[5].
а
зи
ен
б
Равноугольные картографические проекции
а
зи
ен
б
м
и
н
еш
р
На глобусе главные направления розы ветров (север, запад, юг и восток)
ен
сб
о
тя
аю
зд
со
г
н
д
о
х
ы
о
сп
ан
тр
всегда находятся под углом 90 градусов друг к другу. Другими словами, меридианы
асчет
р
ю
вн
о
ур
й
ы
м
и
хд
б
ео
н
тва
й
сем
всегда находятся под прямым углом к параллелям. Такие углы могут быть
тем
си
си
о
тн
хал
вая
и
уб
я
л
о
д
д
во
ер
п
сохранены на картографической проекции, называемой равноугольной. Также
х
ы
аем
п
ско
и
н
и
д
о
ьскя
ател
зд
и
такая проекция называется конформной, или ортоморфической.(Рисунок 3)
еста
м
т
ен
п
я
ьн
кал
ти
вер
34
Рисунок 3 - Проекция Меркатора
ую
чн
ы
б
о
ять
ан
хр
со
Подобные проекции используются, когда важно сохранить правильные углы
т
о
см
зави
вать
р
и
ел
д
о
см
я
зц
ветар
н
и
у
ческо
м
хи
, в частности для навигационных и метеорологических задач. Важно помнить, что
тя
аю
зд
со
ью
щ
м
о
п
всех
сохранение правильных углов на карте ведет к искажению других характеристик и
м
ьш
л
о
еб
н
еи
ян
загр
като
ер
м
ем
вн
ы
ад
кл
и
р
п
действительно на малых площадях. Так, конформная проекция искажает площади,
вх
о
м
ы
д
ей
аш
н
ед
ср
т.е. если на карте с конформной проекцией будут измерены площади, их значения
гут
о
м
чи
зад
е
ы
н
ад
кл
и
р
п
е
уги
р
д
будут неправильными. Чем больше область, изображенная на карте, тем больше
в
ти
о
р
п
будут
т
о
см
зави
искажены
е
такж
площади.
ахчкл
м
Примеры
ет
ад
о
п
конформных
уха
зд
во
проекций
о
и
тер
– Проекция
Меркатора и Конформная Коническая Проекция Ламберта. Подобные проекции
й
ы
н
ар
сум
е
ы
м
усти
п
о
д
текущ
ях
л
о
п
используются на многих картах Геологической Службы США[26].
ей
сво
ей
аш
н
х
ы
ьн
л
и
б
м
авто
Равнопромежуточные проекции
см
о
р
б
вы
Если Вы хотите правильно измерять расстояния, Вам потребуется
м
эти
х
и
щ
аю
ш
евы
р
п
х
геы
п
о
тр
ан
картографическая проекция, которая хорошо сохраняет расстояния. Такие
уш
д
проекции,
х
ы
ан
р
зб
и
и
екц
о
р
п
называемые равнопромежуточными,
в
д
кси
о
г
р
о
б
вы
поддерживают постоянный
н
п
о
хл
вы
масштаб карты. Карта является равнопромежуточной, когда она корректно
ет
ян
загр
т
вю
и
л
акп
н
е
и
ан
зд
со
отображает расстояния от центра проекции до любой другой точки на карте.
й
ы
н
уп
кр
ву
сн
о
й
тр
ко
тся
вю
казы
о
35
Равнопромежуточные проекции обеспечивают правильные расстояния от центра
стк
чи
о
ьн
кал
ти
вер
я
е
уги
р
д
проекции вдоль определенных линий. Эти проекции используются для
еи
ян
загр
х
и
щ
ствую
ей
д
х
ы
н
уп
кр
сейсмического картографирования, а также для задач навигации. Цилиндрическая
з
и
л
ан
я
тр
о
см
ен
сб
о
Проекция Плате-Карре (Рисунок 4) и Равнопромежуточная проекция относятся к
х
ан
стр
е
такж
я
ац
м
р
о
ф
н
и
яс
твд
о
этому типу проекций. Есть и другие проекции, например Азимутальная
тел
и
ян
загр
ятм
и
ед
р
п
сти
ен
л
ш
ы
м
о
р
п
еста
м
Равнопромежуточная Проекция используется на эмблеме ООН. (Рисунок 5)
уктв
д
о
р
п
а
б
о
сп
Рисунок 4 - Проекция Плате-Карре
и
есл
чв
о
п
Рисунок 5 - Равнопромежуточная Проекция (эмблема ООН)
е
ы
м
и
аство
р
уэта
л
си
Равновеликая проекция
я
л
о
д
Когда площади объектов на карте имеют те же пропорциональные
ьскя
ател
зд
и
отношения,
в
о
л
кан
м
ьш
л
о
еб
н
что
и
площади
м
о
ел
ц
объектов
з
ен
б
на
Земле,
это
означает,
чес
акти
р
п
что
36
использована равновеликая проекция. Такие проекции широко используют на
я
ем
вр
м
и
н
тав
со
картах общего назначения, а также на образовательных картах. Как подсказывает
х
и
щ
ю
ян
загр
уш
д
яс
твд
о
ел
б
ги
название, эти карты лучше всего подходят для расчетов площадей. Например, если
чи
зад
тва
й
сем
ьн
ал
м
ти
п
о
х
ы
г
ьн
ал
м
ти
п
о
Вам нужно проанализировать конкретный район города, чтобы определить,
щ
аю
уж
кр
о
вл
казы
о
й
уго
р
д
качество
достаточно ли там свободного места для нового супермаркета, лучшим выбором
х
ы
сам
ьш
л
о
б
аи
н
м
х
геы
п
о
тр
ан
для карты будет равновеликая проекция. С одной стороны, чем больше будет
с
о
р
б
вы
п
о
р
д
ей
ад
щ
о
л
п
у
ческо
м
хи
территория покрытия Вашей карты, тем более точными будут Ваши измерения
й
о
н
и
аш
м
и
м
вы
сн
о
ы
ер
ж
н
и
д
суб
й
ектн
о
р
п
площадей в случае использования равновеликой проекции по сравнению с другими
и
екц
о
р
п
см
о
р
б
вы
чес
акти
р
п
типами. С другой стороны, равновеликая проекция приводит к искажению
ста
вещ
яе
ставл
о
п
е
о
сп
ан
тр
х
ы
р
н
о
и
стац
углов при больших территориях охвата. На малых площадях искажения углов
й
во
ер
п
ел
б
ги
я
л
о
д
х
ы
аем
п
ско
и
будут незначительными. Примеры равновеликих проекций, часто используемых в
т
и
ж
ер
д
со
учае
сл
ГИС: Равновеликая
стви
ей
д
Проекция
г
ьо
тел
ачи
зн
сть
хн
вер
о
п
Альберса, Равновеликая
Проекция
е
ы
тр
ко
я
угл
Ламберта и Равновеликая Цилиндрическая Проекция Мольвейде( Рисунок 6).
в
зм
и
ган
р
о
е
ы
н
р
б
газо
в
д
кси
о
Помните, что картографические проекции – это очень сложная тема.
в
ти
о
р
п
тв
ед
ср
ас
тр
Существуют сотни различных проекций, каждая из которых подходит для
скм
д
р
го
х
ы
р
н
о
и
стац
ец
ад
вл
определенных территорий и задач. Чаще всего выбор правильной проекции лежит
ческо
м
хи
ы
н
ж
л
о
д
я
и
н
ед
б
о
д
кси
о
п
о
р
д
на ГИС-специалисте. Во многих странах есть свои популярные проекции, и в
уктв
д
о
р
п
учи
л
о
п
е
р
вско
случае обмена данными люди просто следуют национальным тенденциям.
ы
ен
ж
л
о
асп
р
о
д
ви
й
тр
ко
еь
см
Рисунок 6 - Равновеликая Цилиндрическая Проекция Мольвейде
С помощью систем координат (СК) каждое место на Земле может быть
описано набором из трех цифр, называемых координатами. В общем, СК делят
37
на системы географических координат и системы проекционных координат (такж
е называются картезианскими, или прямоугольными)[31].
Системы Географических Координат
Использование географических координат широко распространено. Системы
географических
координат
основаны
на широте и долготе,
а
также
дополнительном значении высоты для описания местоположений на Земле. Самая
популярная в наше время называется WGS 84.
Линии широты (параллели) идут параллельно экватору и разделяют Землю
на 180 равных частей с севера на юг. Точкой отсчета широты является экватор, и
каждое полушарие разделено на девяносто частей, каждая из которых представляет
собой один градус широты. Градусы широты измеряются от 0 на экваторе до 90 на
полюсах (Северный полюс располагается на 90° северной широты, Южный полюс
– на 90° южной широты). Для упрощения математического представления, градусы
широты в Южном полушарии представляют со минусовым знаком (от 0 до -90°). В
любой точке Земли расстояние между параллелями одинаково – 60 морских миль
(Рисунок 7).
Рисунок 7 - Система географических координат
Линии долготы (меридианы), с другой стороны, не являются регулярными.
Они пересекают экватор под прямым углом, а потом сходятся на полюсах.
Линия нулевой долготы (нулевой меридиан) идет от Северного полюса к Южному
38
полюсу через Гринвич, Англия. Долгота измеряется от 0 до 180 градусов к западу
или востоку от нулевого меридиана. Стоит заметить, что в ГИС-приложениях
значения к западу от нулевого меридиана имеют негативные значения (см. Рисунок
68).
На экваторе, и только на экваторе, расстояние между соседними меридианами,
равно расстоянию между соседними параллелями. По мере приближения к
полюсам, расстояние между меридианами уменьшается до тех пор, пока все 360
градусов долготы не сходятся в одной-единственной точке полюса. Используя
систему географических координат, мы имеем сетку линий, разделяющую Землю
на фигуры, покрывающие примерно 12363.365 кв. км на экваторе... хорошее
начало, но не очень полезное для точного определения местоположения.
Системы проекционных координат
Двумерная координатная система обычно определяется двумя осями.
Располагаясь под прямым углом друг к другу, они формируют так называемую XYплоскость. Горизонтальная ось обычно подписывается как X, вертикальная – как
Y. В случае трехмерной системы координат добавляется третья ось Z. Она также
располагается под прямым углом к двум первым осям. Представьте себе, что
внутри этой системы расположена сфера. Каждая точка на этой сфере, имеющая
сферические координаты, может быть выражена в координатах XYZ (Рисунок 8).
Рисунок 8 - Система проекционных координат
Система проекционных координат в Южном полушарии (к югу от экватора)
берет отсчет на экваторе от определенной долготы. Это значит, что значения Y
повышаются на юг, а значения X растут в сторону запада. В Северном полушарии
39
(к северу от экватора) проекционная СК также берет начало от экватора на
определенной долготе. При этом значения Y растут в сторону севера, а значения X
увеличиваются на восток. Дальше мы опишем систему проекционных координат,
называемую Универсальной
Поперечной Проекцией Меркатора (UTM),
часто
используемую для территории ЮАР[2].
Точка отсчета системы координат UTM находится на экваторе на
определенной долготе. Значения Y повышаются на юг, а значения X растут в
сторону запада. UTM является глобальной картографической проекцией. Это
означает, что она используется по всему миру. Но, как описано выше, с
увеличением площади использования растет степень искажения геометрических
параметров. Для того, чтобы избежать повышения искажений, Землю поделили
на 60 одинаковых зон, каждая из которых занимает 6 градусов долготы. Зоны
UTM пронумерованы от 1 до 60, и номера растут с запада на восток. Нумерация
начинается от линии перемены дат (зона 1 находится на 180 градусах Западной
долготы) и увеличивается на восток (зона 60 примыкает к 180 градусами
Восточной долготы), как показано на Рисунке 9.
Рисунок 9 -Зоны Универсальной Поперечной Проекции Меркатора.
Южная
Африка
покрыта четырьмя
зонами
UTM для
минимизации
искажений. Зоны называются 33S, 34S, 35S и 36S. Буква S после зоны означает
положение к югу от экватора (Рисунок 10).
40
Рисунок 10 - Зоны 33S, 34S, 35S и 36S
Например,
мы
хотим
определить
координаты
в области
интереса,
помеченной красным крестиком на Рисунке 71. Как Вы можете видеть, область
находится в зоне 35S. Это означает: для того, чтобы минимизировать искажения и
получить корректный результат, нужно использовать UTM, зону 35S в качестве
системы координат. Позиция координаты в системе UTM к югу от экватора
описывается номером
зоны
(35) и северным
(y) и восточным
(x)
смещением. Северное смещение – это расстояние от экватора в метрах. Восточное
смещение – это расстояние от центрального меридиана используемой зоны UTM.
Для зоны 35S центральный меридиан проходит по линии 27° в.д., как показано на
Рисунке 71. Кроме того, в UTM используются только положительные значения,
потому ко всем значениям y прибавляют 10 000 000 м, а ко всем значениям х
прибавляют 500 000 м. Это может показаться трудным, поэтому мы
проиллюстрируем на примере, как найти правильную координату для области
интереса в системе UTM 35S.
Если интересующее нас место находится в 3 550 000 метрах к югу от
экватора, северное смещение приобретает негативное значение и равняется -3 550
000 м. В соответствии с правилами UTM, нам необходимо прибавить ложное
41
смещение на 10 000 000 м. Соответственно, значение северного смещения для
координаты будет 6 450 000 м (-3 550 000 м + 10 000 000 м).
Для
решения
называемую проекцией
этой
проблемы
«на
многие
лету».
Это
ГИС
имеют
значит,
функцию,
что
Вы
можете задать определенную проекцию вашей карты перед тем, как добавлять
слои, а затем по мере добавления слоев они будут автоматически отображаться в
заданной проекции, вне зависимости от того, в какой проекции они записаны
изначально. Эта функция обеспечивает корректное наложение слоев даже в
случае различающихся систем координат[25].
42
ГЛАВА 2.ОБЪЕТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Способы картографических изображений и их использование в
экологическом картографировании
Для своей дипломной работы я выбрал программу, находящуюся в
свободном
доступе
QGIS
(Quantum
GIS).
Это
- свободная кроссплатформенная геоинформационная система.
Работа над QGIS была начата в мае 2002 года, а в июне того же года — создан
проект
на
площадке SourceForge.
Целью
создания
QGIS
было
сделать
использование геоинформационных систем легким и понятным для пользователя,
чего создатели QGIS отчасти добились: интерфейс Quantum GIS намного понятнее
для неискушенного пользователя чем интерфейс того же GRASS (на котором QGIS
во многом основана), а в некоторых аспектах даже превосходит широко
распространённые проприетарные ГИС. Интерфейс Quantum GIS был создан с
помощью инструментария Qt.
Хотелось бы обратить внимание, что мной используется QGIS версии 2.18,
что на данный момент является устаревшей платформой, однако более надёжной и
проверенной.
Рисунок 11 – Интерфейс программы qgis.
Как говорилось ранее мы можем наблюдать приятный и понятный интерфейс
программы (Рисунок 11), с стандартными в большинстве случаев фреймами и
иконками, однако если заглянуть вглубь будет виден мощнейший потенциал
43
данной платформы и её мощь, как программы для новичка, так и для
профессионала. Замечу, что интерфейс полностью русифицирован, что приятно
радует.
На Рисунке 11 видно, что к QGIS оборудован такими сервисами как SAGA,
GRASS GIS и QickMapService, они бесплатны и идут в одной сборке. Пользователю
не придётся догружать дополнительный софт на компьютер со сторонних ресурсов,
так как в QGIS имеется встроенный загрузчик модулей (Рисунок 12).
GRASS разрабатывается с 1982 года при участии правительства США, науч
но-исследовательских институтови компаний.
Данная ГИС построена по принципу модульности и интегрирует в себя мно
жество различных модулей, которые решают задачи от визуализации до импорта/
экспорта в различных форматов данных. Изначально система ориентирована на
работу
с
командной строкой, однако сейчас имеется два графических интерфейсак данной
системе.
Рисунок 12 – Панель загрузки модулей QGIS.
44
Почти под любые нужды в стандартной комплектации найдётся нужный
софт.
Если мощности компьютера позволят и имеются исходные файлы QGIS
строит четкие, а главное удобные 3D модели рельефа и прочие.
Отдельно хотелось бы рассказать про привязку растровых изображений к
существующей карте(н. QMS, что в основе служит подложкой). Сделано
качественно и очень удобно, за 3-6 точек мы можем привязать существующий
рисунок, топографическую карту, космический снимок, как с установленными
координатами, так и без них.
Понятные в обращении слои(очень похоже на фотошоп). Содание диаграмм,
пиктограмм и прочих условных обозначений, создание легенды карты и авторских
прав на неё.
2.1.1 Управление данными: создание, редактирование и экспорт
В QGIS можно создавать и редактировать векторные данные, а также
экспортировать их в разные форматы. Чтобы иметь возможность редактировать и
экспортировать в другие форматы растровые данные, необходимо сначала
импортировать их в GRASS. QGIS предоставляет, в частности, следующие
возможности работы с данными:
•
инструменты оцифровки для форматов, поддерживаемых библиотекой
OGR, и векторных слоёв GRASS
•
создание и редактирование shape-файлов и векторных слоёв GRASS
•
геокодирование изображений с помощью модуля пространственной
привязки
•
инструменты GPS для импорта и экспорта данных в формате GPX,
преобразования прочих форматов GPS в формат GPX или скачивание/загрузка
непосредственно в прибор GPS (в Linux usb: был добавлен в список устройств GPS)
•
визуализация и редактирование данных OpenStreetMap
•
создание слоёв PostGIS из shape-файлов с помощью плагина SPIT
•
обработка слоёв PostGIS
45
•
управление атрибутами векторных данных с помощью новой таблицы
атрибутов (см. Раздел 3.5.6) или модуля Table Manager
•
сохранение снимков экрана как изображений с пространственной
привязкой.
2.2 Расчет автотранспортной нагрузки
Автотранспорт является одним из основных загрязнителей атмосферы
оксидами азота NOX (смесью оксидов азота NO и NO2) и угарным газом (оксидом
углерода (II), СО), содержащихся в выхлопных газах. Доля транспортного
загрязнения воздуха составляет более 60% по СО и более 50% по NOX от общего
загрязнения атмосферы этими газами. Повышенное содержание СО и NOX можно
обнаружить в выхлопных газах неотрегулированного двшателя, а также двигателя
в режиме прогрева.
Выбросы вредных веществ от автотранспорта характеризуются количеством
основных загрязнителей воздуха, попадающих в атмосферу из выхлопных
(отработанных) газов, за определенный промежуток времени.
К выбрасываемым вредным веществам относятся угарный газ (концентрация
в выхлопных газах 0,3—10% об.), углеводороды — несгоревшее топливо (до 3% об.)
и оксиды азота (до 0,8%), сажа.
Количество выбросов вредных веществ, поступающих от автотранспорта в
атмосферу, может быть оценено расчетным методом. Исходными данными для
расчета количества выбросов являются:
➢
количество единиц автотранспорта разных типов, проезжающих по
выделенному участку автотрассы в единицу времени;
➢
нормы расхода топлива автотранспортом (средние нормы расхода
топлива автотранспортом при движении в условиях города приведены в табл.1);
➢
значения эмпирических коэффициентов К, определяющих выброс вредных
веществ от автотранспорта в зависимости от вида горючего (приведены в табл.. 2).
46
Таблица 1. Нормы расхода топлива транспортными средствами
Средние
Тип автотранспорта
нормы
расхода Удельный
топлива (л на 100 км)
расход
топлива Yt (л на 1 км)
Легковой автомобиль
11-13
0,11-0, 13
Грузовой автомобиль
29-33
0,29-0,33
Автобус
41-44
0,41-0,44
31-34
0,31-0,34
Дизельный грузовой
автомобиль
Таблица 2. Коэффициенты выбросов вредных веществ.
Вид топлива
Значение коэффициента (К)
Угарный газ
Углеводороды Диоксид азота
Бензин
0,6
0,1
0,04
Дизельное топливо
0,1
0,03
0,04
Коэффициент К чис ленно равен количеству вредных выбросов соответствующего компонента в литрах при сгорании в двигателе автомашины количества
топлива (также в литрах), необходимого для проезда 1 км (т е. равного удельному
расходу).
Цель работы: ознакомление с основными видами антропогенных загрязнений
окружающей среды и методами их экспрессного анализа.
Оборудование: пишущие принадлежности, микрокалькулятор.
Ход работы:
1. Выберите участок автотрассы длиной 0,5 км, имеющий хороший обзор (из
окна, из парка и т.п.).
2.Измерьте шагами длину участка (l, м), предварительно определив среднюю
длину своего шага.
47
3.Определите количество единиц автотранспорта, проходящего по участку в
какой-либо период времени в течение 20 минут. Количество единиц автотранспорта за
1 час рассчитывают, умножая на 3 количество, полученное за 20 минут. При этом
заполняйте табл.3
Таблица 3. Количество транспортных средств и путь, пройденный ими.
Тип автотранспорта
Количество,
Всего
шт
за 20 минут
Легковые
автомобили
335
670
За 1 час, Nt, Общий путь за
шт
1 час, L, км
2010
1,005
4. Рассчитайте общий путь, пройденный выявленным количеством автомобилей
каждого типа за 1 час (L, км) по формуле:
Li = Ni * l ,
где Nt — количество автомобилей каждого типа за 1 час;
i — обозначение типа автотранспорта;
l — длина участка, км.
Полученный результат занесите в табл. 3.
5. Рассчитайте количество топлива (Q i, л) разного вида, сжигаемого при этом
двигателями автомашин, по формуле:
Qi = Li * Yi
значения Yi возьмите из табл. 1. Полученный результат занесите в табл. 4.
Определите общее количество сожженного топлива каждого вида (Q) и
занесите результат в табл. 4.
6. Рассчитайте количество выделившихся вредных веществ в литрах при
нормальных условиях по каждому виду топлива и всего по табл..5.
48
Таблица 4. Количество сожженного топлива.
Тип автомобиля
Ni
Легковые автомобили
2
010
Qi , в том числе
бензин
дизельн
ое топливо
0,1206
Всего (Q) 0,1206
Таблица 5. Количество вредных веществ, выбрасываемых транспортными
средствами при сжигании топлива.
Количество вредных веществ, л
Вид топлива Q, л
Бензин
0,1206
СО
Углеводороды
NO2
0,6
0,01
0,04
Всего (V), л
0,1206
Обработка результатов и выводы
1.
Рассчитайте массу выделившихся вредных веществ (т, г) по формуле:
m = V * M / 22,4
Результаты запишите в табл. 6.
Таблица 6 Масса выделившихся веществ
Вид вредного вещества Количество, л Масса, г
Значение ПДК, мг/м3
среднесуточное максим.,
СО
Углеводороды (пентан)
N02
0,6
0,75
3,0
5,0
разовое
0,1
0,321
25,0
100,0
0,04
0,008
0,04
0,085
49
Любую карту для работы с ГИС и прочих целей можно найти и скачать в
программе SAS.планета, в ней собраны все основные источники интернет карт
(Рисунок 13).
Рисунок 13 – Интерфейс выбора загрузки карты в SAS. Планета.
Для поиска карты выбираем нужный ресурс. Я буду пользоваться Яндекс
картами (Рисунок 14).
50
Рисунок 14 – Яндекс карты в SAS. Планета.
Находим нужный объект, конкретно для меня это город Орёл. Выделяем
нужный участок устанавливаем масштаб и скачиваем карту, в кэш устройства
(Рисунок 15, 16)
Рисунок 15 – Особенности работы SAS.Планета.
51
Рисунок 16 – Особенности работы SAS.Планета.
После загрузки карты, её требуется склеить, процесс схож, уточню что
названия карт лучше писать на английском языке, выбираем место для сохранения
карты и формат сохранения. На выходе получим готовую карту с нужным
масштабом. Далее требуется открыть её в QGIS. Для этого будем использовать
привязку растров (Рисунок 17).
Рисунок 17 – Привязка растров QGIS.
52
В QGIS откроется дополнительное окно. Загружаем туда карту, выбираем
нужную систему координат. Так как я не знаю точных координат карты, для
привязки я буду использовать OSM, выбираю WGS 84(3857) (Рисунок 18).
Рисунок 18 – Системы координат.
После этого открывается карта. Следует выбрать точки привязки на той
карте, которую только загрузили и OSM, как бы сшивая их. Так как карта точная,
хватит 3-6 точек (Рисунок 19).
Погрешность не должна быть более 10 пикселей, иначе карту сомнёт. Если
карта большая или по каким-то причинам вам нужно ставить множество точек
привязки, их можно сохранить и в последствии продолжить привязку. После
расстановки точек открываем вкладку параметров трансформации и задаём
требуемые настройки. Задаём имя карты и начинаем привязу растра.
53
Рисунок 19 – Привязка карты QGIS.
Карта привязана, в свойствах нового слоя выставляем значение нет данных
на 0, что бы избавиться от черных полос по краям карты.
54
ГЛАВА 3. АНАЛИЗ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГОРОДСКИХ
ТЕРРИТОРИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ (НА ПРИМЕРЕ Г.
ОРЛА)
3.1. Расчетная оценка количества выбросов газов в воздух от автотранспорта
в городе Орле
Автотранспорт является одним из основных загрязнителей атмосферы города
Орла оксидами азота NOX (смесью оксидов азота NO и NO2) и угарным газом
(оксидом углерода (II), СО), содержащихся в выхлопных газах. Доля
транспортного загрязнения воздуха составляет более 60% по СО и более 50% по
NOX от общего загрязнения атмосферы этими газами. Повышенное содержание
СО2, СО и NOX можно обнаружить в выхлопных газах как бензиновых так и
дизельных двигателей.
Известно, что автотранспорт выбрасывает в воздушную среду более 200
компонентов, среди которых угарный газ, углекислый газ, окислы азота и серы,
альдегиды, свинец, кадмий и канцерогенная группа углеводородов (бензопирен,
бензоантроцен).
При
этом
наибольшее
количество
токсичных
веществ
выбрасывается автотранспортом в воздух на малом ходу, на перекрестках,
остановках перед светофорами. Так, на небольшой скорости бензиновый двигатель
выбрасывает в атмосферу 0,05% углеводородов (от общего выброса), а на малом
ходу – 0,98%, окиси углерода соответственно – 5,1% и 13,8%. Подсчитано, что
среднегодовой пробег каждого автомобиля 15 тыс.км. в среднем за это время он
обедняет атмосферу на 4350 кг кислорода и обогащает на 3250 кг углекислого газа,
530 кг окиси углерода, 93 кг углеводородов 7 кг окислов азота. Количество
выбросов газов, поступающих от автотранспорта в атмосферу, может быть оценено
расчетным методом.
Оценка загруженности участка улиц Гуртьева, Герцена, 1-ая Посадская и
Машкарина разными видами автотранспорта позволила сравнить разные улицы и
изучить окружающую обстановку.
Количество единиц автотранспорта, проходящего по участку в течение
одного часа, представлено в таблице 11. Максимальная автотранспортная нагрузка
55
наблюдалась на улицах 1–ая Посадская, Гуртьева и Герцена в 8:00 и 18:00, так как
это «часы пик» (рисунок 4,5,7). Минимальная автотранспортная нагрузка была на
улице Машкарина в течение дня (рисунок 6), это объясняется удаленным
расположением улицы от главных магистралей.
Таблица 7 - Количество транспортных средств в точках наблюдения на
территории города Орла
Количество транспортных
средств, шт/час
Тип
автотранспорта
8:00
12:00
18:00
Среднее
количество
20:00
автотранспо
рта за час
улица Гуртьева
Легковые автомобили
988
824
1040
696
887
Грузовой автомобиль
128
84
136
72
105
Автобусы
18
16
22
14
18
улица Герцена
Легковые автомобили
840
756
900
416
728
Грузовой автомобиль
120
168
184
68
135
Автобусы
16
12
20
16
16
улица Машкарина
Легковые автомобили
324
336
288
159
277
Грузовой автомобиль
18
12
12
6
12
Автобусы
2
1
2
-
2
улица 1- я Посадская
Легковые автомобили
1240
928
1340
908
1104
Грузовой автомобиль
96
64
88
48
74
Автобусы
24
20
22
18
21
56
100%
95%
90%
85%
80%
8:00
12:00
легковые автомобили
18:00
20:00
грузовые автомобили
автобусы
Рисунок 20 - Степень автотранспортной нагрузки на улице Гуртьева
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
8:00
12:00
легковые автомобили
18:00
20:00
грузовые автомобили
автобусы
Рисунок 21 - Степень автотранспортной нагрузки на улице Герцена
57
100%
99%
98%
97%
96%
95%
94%
93%
92%
91%
8:00
12:00
легковые автомобили
18:00
20:00
грузовые автомобили
автобусы
Рисунок 22 - Степень автотранспортной нагрузки на улице Машкарина
100%
98%
96%
94%
92%
90%
88%
86%
8:00
12:00
легковые автомобили
18:00
20:00
грузовые автомобили
автобусы
Рисунок 23 - Степень автотранспортной нагрузки на
улице 1-ая Посадская
58
Рассчитали количество топлива (Q i, л) разного вида, сжигаемого при этом
двигателями
автомашин,
это
позволило
определить
выхлопные
газы
выбрасываемые транспортными средствами при сжигании топлива (таблица 8,
рисунок 24).
Как показали поведенные исследования, на улицы 1-ая Посадская и Гуртьева
и Герцена отмечаются большим объемом выбросов выхлопных газов. Это связано,
увеличенной транспортной нагрузкой (1010, 1199 и 879 транспортных средства
соответственно) (рисунок 8). Минимальное количество транспортных средств
наблюдалось на улице Машкарина (291шт.), а соответственно и выбросов
выхлопных газов.
Таблица 8 - Количество газов, выбрасываемых транспортными
средствами при сжигании топлива
Количество выхлопных газов, л
Улица
Qi
Угарный газ,
Углеводороды,
Оксид азота,
мг/м3
мг/м3
мг/м3
К=0,06
К=0,01
К=0,008
Гуртьева
146,7
8,80
1,47
1,17
Герцена
136,2
8,17
1,36
1,09
Машкарина
37,8
2,27
0,38
0,30
1-ая Посадская
164,4
9,86
1,64
1,32
угарный газ
ул. 1-ая Посадская
ул. Машкарина
ул. Герцена
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
ул. Гуртьева
59
углеводороды
оксид азота
Рисунок 24 - Количество выхлопных газов, выбрасываемых транспортными
средствами при сжигании топлива
Загрязнение
воздушного
бассейна
в
районе
автомобильных
дорог
обусловлено в основном поступлением в атмосферный воздух отработавших
автомобильных газов — 99% всех выбросов, картерных газов, испарений
углеводородов и угарного газа топлива из бака, карбюратора. Концентрация
различных составляющих автомобильных выхлопов зависит от интенсивности
движения автотранспорта, ширины улицы, ее рельефа, характера застройки, а
также попадающих в атмосферу продуктов износа шин, тормозных колодок,
материалов дорожных покрытий.
60
3.2. Картографирование автотранспортной нагрузки на территории города
Орла
Представление об интенсивности транспортных потоков в городе дает
автотранспортная карта, по которой можно судить о состоянии движения на улицах,
микрорайонов, всей городской территории.
При составлении транспортной карты города учитываются условия движения
транспорта на магистральных улицах, интенсивность и скорость движения, количество
единиц грузового и легкового транспорта в потоке и т.д. На карту города наносятся точки
и обозначается границы исследования, а также количество, подсчитанного
транспорта.[9].
Нами был составлен фрагмент карты автомобильной
нагрузки улицы 1-ая
Посадская – самой шумной магистрали, на которой пересекаются транспортные потоки
трех районов города (Заводского, Железнодорожного и Советского). На данной улице
размещены несколько жилых домов, административные здания и учреждения, в том числе
музыкальное училище, поликлиника, торговый комплекс и другие аналогичные объекты.
Также здесь создан небольшой сквер. Однако территория озеленена недостаточно.
Рисунок 30 – Автотранспорт на улице Посадская.
61
Составлен фрагмент карты улицы Герцена, которую пересекает одна из
центральных улиц Заводского района
- это улица Московская, с большим
количеством различного автотранпорта. Дорога имеет две полосы интенсивного
транпортного движения, переход на мост. Есть небольшой сквер. Промышленные
помещения., магазины, поликлиники. Территория также нуждается в озеленении.
Рисунок 29 – Автотранспорт на улице Герцена.
Нами был составлен фрагмент карты улицы Машкарина, которая по
интенсивности движения является не загруженной. Это связано с отдалением от
крупных автомагистралей. Рядом расположен сквер, большое количество домов,
магазины.
62
Рисунок 28 – Автотранспорт на улице Машкарина
Рисунок 32 – Автотранспорт на общей карте города.
63
Таким образом, загрязнение воздушного бассейна в районе автомобильных
дорог обусловлено в основном поступлением в атмосферный воздух отработавших
автомобильных газов — 99% всех выбросов, картерных газов, испарений
углеводородов и угарного газа топлива из бака, карбюратора. Концентрация
различных составляющих автомобильных выхлопов зависит от интенсивности
движения автотранспорта, ширины улицы, ее рельефа, характера застройки, а
также попадающих в атмосферу продуктов износа шин, тормозных колодок,
материалов дорожных покрытий.
64
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В
условиях
интенсивной
антропогенной
нагрузки
экологическая
безопасность окружающей природной среды представляется актуальнейшей
проблемой, весьма далекой от разрешения. Все отчетливее проявляются серьезные
последствия урбанизации, о чём указывается в Экологической доктрине
Российской Федерации. Одним из основных источников негативного воздействия
на атмосферный воздух населенных пунктов является автотранспорт.
Оценка загруженности участка улиц Гуртьева, Герцена, 1-ая Посадская и
Машкарина разными видами автотранспорта позволила сравнить разные улицы и
изучить окружающую обстановку.
Максимальная автотранспортная нагрузка наблюдалась на улицах 1–ая
Посадская, Гуртьева и Герцена в 8:00 и 18:00, так как это «часы пик». В это время
происходило и изменение концентрации угарного газа, связанного с потоком
автотранспорта. В ночное время загрязнение воздушной среды автотранспортными
средствами резко уменьшается. Это обуславливается значительным сокращением
эксплуатации автомобильного парка, связанным с окончанием работы многих
предприятий, с частичным или полным прекращением движения по маршрутам
общественного транспорта, возвращением большей части горожан домой.
Минимальная автотранспортная нагрузка была на улице Машкарина в
течение дня, это объясняется удаленным расположением улицы от главных
магистралей.
Технологии ГИС представляют возможность для решений широкого спектра
задач, связанных с анализом и прогнозом явлений и событий окружающего мира,
и выявления главных факторов и причин, а также их возможных последствий, с
планированием
стратегических
предпринимаемых действий.
решений
и
текущих
последствий
65
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.
Акимушкин, И.И. Невидимые нити природы / И.И. Акимушкин – М.: Мысль,
1985. – 287с.
2.
Алимов, А.А. Век ХХ: экология и идеология /А.А. Алимов, В.В. Случевский
– Л.: Лениздат.,1998. – 109с.
3.
Банников, А. Г. Охрана природы: учебник для с. - х. учеб. заведений / А.Г.
Банников, А.К. Рустамов, А.А. Вакулин. – М.: Агропромиздат, 1995. – 287с.
4.
Бачинский, Г.А. Социоэкология: теоретические и прикладные аспекты. / Г.А.
Бачинский.– Киев, 1991. - 151с.
5.
Бигон, М. Экология. Особи, популяции и сообщества / М. Бигон – М.: Мир,
1989 – 477с.
6.
Биоиндикация загрязнений наземных экосистем. – М.: Мир, 1998 – 348с.
7.
Боголюбов, С.А. Права и возможности участия общественности в оценке
воздействия на окружающую среду. Первая попытка практического руководства /
С.А. Боголюбов — СПб., М., 1994. – 365 с.
8.
Боголюбов, С.А. Экологическое право: учебник для вузов / С.А.
Боголюбов — М., 1998. – 286 с.
9.
Введение в экологию. – М.: ИздАТ., 1999 – 111с.
10.
Гирусов, Э.Ф. Экологическое и экономическое природопользование / Э.Ф.
Гирусов, Ф.Н. Бобылев — М., 1998.
11.
Голицын, Г. С. Парниковый эффект и изменения климата // Природа / Г.С.
Голицын. – 1990. - №7. – с. 24 - 33.
12.
Гринин, А.С. Математическое моделирование в экологии: учебное пособие
для вузов / А.С. Гринин, Н.А. Орехов, В.Н. Новиков. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003.
– 256с.
13.
Данилов – Даниельян, В. И. Экология, охрана природы и экологическая
безопасность / В.И. Данилов-Даниельян. – М.: МНЭПУ, 1997. – 239с.
14.
Денисов, В.В. Безопасность жизнедеятельности. Защита населения и
территорий при чрезвычайных ситуациях: учеб. пособие / В.В. Денисов, В.В.
66
Грачев, И.А. Денисова. – Москва: ИКЦ «МарТ», Ростов н/Д: Издательский центр:
«МарТ», 2007 -720 с.
15.
Емельянов, А.Г. Основы природопользования / А.Г. Емельянов. - М:
Издательский центр: «Академия», 2004. – 304с.
16.
Информационные технологии в управлении качеством среды обитания: учеб.
пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений/ В. Е. Гершензон, Е. В. Смирнова, В.
В. Элиас; Под ред. В. Е. Гершензона.- М.: Издательский центр «Академия», 2003.
– 288с.
17.
Комментарии к Закону «Об охране окружающей природной среды» / Отв. ред.
С.А. Боголюбов. — М..: 1997 – 112с.
18.
Кормилицин, В.И. Основы экологии: учебное пособие / В.И. Кормилицин,
М.С.Цицкишвили, Ю.И. Яламов - М.: МПУ, 1997. – 260с.
19.
Корнеева, А. И. Общество и окружающая среда / А.И Корнеева. – М.: Мысль,
1995 – 126с.
20.
Кузнецов, И. Е. Защита воздушного бассейна от загрязнений вредными
веществами химических предприятий / И.Е. Кузнецов, Т.М.
Троицкая. – М.:
Химия, 1990. – 344 с.
21.
Миркин, Б. М. Социальная экология: учеб. пособие/ Б.М. Миркин, Л.Г.
Наумова. – Уфа.:ВЭГУ., 1994 – 89с.
22.
Николайкин, Н. И. Экология: учеб. для вузов – 5 – е издан., испр. и доп./ Н.И.
Николайкин, Н.Е. Николайкин, О.П. Мелехова – М.: Дрофа, 2006 – 622 с.
23.
Новиков, Ю.В. Экология, окружающая среда и человек /Ю.В. Новиков. — М
.: 1998. – 230с.
24.
Пивоваров, Ю.П. Гигиена и основы экологии человека: учебник для студ.
высш. мед. заведений/Ю.П. Пивоваров, В.В. Королик, Л.С. Зиневич; Под ред. Ю.П.
Пивоварова. - М.: Издательский центр: «Академия», 2004. – 528с.
25.
Протасов, В.Ф. Словарь экологических терминов и понятий / В.Ф. Протасов,
А.В. Молчанов. — М.: 1997. – 600с.
26.
Рихтер П. А., Волков Э. П., Покровский В. Н. Охрана водного и воздушного
бассейнов от выбросов ТЭЦ: учебник /П.А. Рихтер, Э.П. Волков, В.Н. Покровский;
67
Под ред. П. С. Непорожнего. – М.: Энергоиздат, 1981. – 296 с.
27.
Симонов, В. А. Анализ воздушной среды при переработке полимерных
материалов /В.А. Симонов, Е.В. Нехорошева, Н.А. Заворовская. – Л.: Химия, 1998
– 224 с.
28.
Степановских, А.С. Экология: учебник для вузов / А.С. Степановских. – М.:
ЮНИТИ-ДАНА, 2001.- 687с.
29.
Тищенко, Н. Ф. Охрана атмосферного воздуха. Расчет содержания вредных
веществ и их распределения в воздухе: справ. изд.
/ Н.Ф. Тищенко.– М.:
Химия,1991. – 308 с.
30.
Экология / Под ред. проф. В.В. Денисова. - М.:ИКЦ «МарТ», Ростов н/Дону:
Издательский центр:«МарТ», 2006. – 768с.
31.
Экология: учебное пособие. / Под редакцией С.А. Боголюбова. – М.: Знание,
1999. – 288с.
32.
Экономика окружающей среды и природных ресурсов. Вводный курс:
учебное пособие. / Под ред. А.А. Голуба, Г.В. Сафонова. – М.: ГУ ВШЭ, 2003. –
303с.
33.
Экологический мониторинг. / Под ред. Т.Я. Ашихминой. М.: Академ. проект,
2006. – 416 с
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа