1. Защитные озеленительные посадки на антропогенных территориях

В данной главе рассматривается состояние атмосферного воздуха г. Волгограда, экологический мониторинг, состояние биоты, а также пути формирования защитных озеленительных посадок на исследованных антропогенных территориях города. Приводятся результаты экспериментального изучения состояния растительности урболандшафтов города.

Система зеленых насаждений - основное средство оздоровления воздуха населенных пунктов. Многочисленными научными исследованиями установлена их решающая роль в улучшении состава воздуха - обогащении кислородом и очищении от вредных примесей. Зеленые растения благотворно влияют на температурный режим и влажность воздуха, защищают от сильных ветров, уменьшают городской шум. Сады, скверы, бульвары, парки в жилых кварталах - лучшее место для отдыха населения.

Зеленые насаждения - одно из средств решения ландшафтной архитектуры города и эффективный способ улучшения экологической ситуации, эстетического и рекреационного облика. Они подчеркивают или сглаживают недостатки рельефа, формируют своеобразные черты, украшают берега рек и водоемов. Красота города в значительной степени определяется красотой улиц и его зелеными насаждениями.

Зеленые насаждения любого размера и типа должны быть многофункциональными и выполнять следующие основные функции: градостроительную, архитектурно-художественную и эстетическую, санитарно - гигиеническую, микроклиматическую и рекреационную. Чем большее число функций выполняют зеленые насаждения, тем более значительна их роль в формировании и оздоровлении городской среды.

Городская среда оказывает негативное воздействие на состояние зеленых насаждении, выполняющих жизненно необходимые функции, образуя так называемый «урбаценоз». Зеленые насаждения подвержены антропогенным факторам (загрязнение атмосферы выбросами вредных веществ, загрязнение поверхностных и грунтовых вод, почв промышленными отходами, снижение численности полезной энтомофауны в городских фитоценозах, дополнительное освещение растений в ночное время).

Районирование Волгоградской области в целях озеленения

Резко континентальный климат на территории Волгоградской области, с выраженными факторами засушливости, сильными засухами и суховеями, отражается на характере почвенного покрова, основой которого являются почвы каштанового типа разной степени солонцеватости и лугово-каштановые почвы нового типа от темно-каштановых в северных районах области до комплексных, светло-каштановых -- в южных районах области.

По термическим ресурсам вегетационного периода и обеспеченности влагой в области выделено четыре агроклиматических района. Рис. 1.

Рис. 1. Агроклиматическая карта Волгоградской области

Научное обоснование озеленения населенных пунктов

Большой вклад в научное обоснование озеленения городов, в последнее время, вносят Всероссийский научно-исследовательский институт агролесомелиорации (ВНИАЛМИ) со своими базами Волгоградским и Камышинским дендрариями по интродукции и селекции декоративных деревьев, кустарников. Научные обоснования дают широкие возможности для преобразования естественных насаждений за счет использования новых оригинальных видов и сортов, достаточно приспособленных к местным условиям.

Основная интродукционная работа Волгоградского и Камышинского дендрариев ВНИАЛМИ была направлена на подбор видов растений наиболее устойчивых к условиям минимального увлажнения: рябиния лжеакация, клен татарский, вяз мелколистный, дуб черешчатый, лох серебристый, тополи, лещина обыкновенная, а также кустарники: можжевельник казацкий, туя западная, жимолость Альберта, сирень обыкновенная, калина гордовина, облепиха крушиновая, рябина Паласа, смородина золотая, боярышник кроваво-красный, роза колючейшая и т.д..

Оценка существующего состояния озеленения населенных пунктов

Современное состояние озеленения населенных пунктов Волгоградской области и озеленения как отрасли характеризуется следующими факторами, укажем наиболее значимые:

-допускается неудовлетворительная ландшафтная организация зеленых насаждений, не всегда соблюдаются агротехнические требования к их созданию;

-озеленение улиц в Волгограде довольно однообразно. Они представлены рядовыми посадками вдоль тротуаров и проезжей части. Магистральные улицы зачастую озеленены бессистемно.

-повсеместно распространено затаптывание (уплотнение) почвы, что способствует нарушению воздухо- и влагообмена и сокращает срок жизни зеленых насаждений;

-высокая загазованность воздуха автотранспортом;

-вырубка деревьев и кустарников под строительство торговых точек;

-существующие зеленые массивы рассматриваются иногда как некие резервные площадки под строительство;

Формирование надлежащего архитектурного облика зеленых объектов -- процесс весьма длительный и осуществляется он как при посадке, так и во время ухода за растениями.

Анализ существующего состояния в системе зеленых насаждений в населенных пунктах Волгоградской области выделяет три причины, по которым они не в полной мере выполняют свои основные функции в формировании и оздоровлении городской среды.

-- недостаточное количество зеленых насаждений на одного жителя и неравномерное распределение;

-- низкое качество их устройства и содержания;

-- отставание в создании (санитарно-защитньгх зеленых зон вокруг промьшленных предприятий;

Основная задача в озеленении населенных пунктов Волгоградской области должна быть направлена на формирование озеленительных пространств в целях рекреации, что заключается в реализации следующих мероприятий:

-- создание непрерывной единой системы озеленения (поймы рек, лугов, водоемов);

-- выделение в системе озеленения рекреационных центров;

-- разработка специальных режимов пользования для особо охраняемых территорий;

-- организация на озелененных участках дорожно-тропиночной сети и других видов благоустройства;

-- создание насаждений декоративных деревьев и кустарников, адаптированных к сухому климату, и осуществление постоянного ухода за ними.

На слушаниях в областной Думе по выполнению Закона Волгоградской области от 7.12.2001 г. №640-ОД «О защите зеленых насаждений населенных пунктов Волгоградской области» было проанализировано существующее состояние дел и выработаны предложения. Они нашли свое отражение в Постановлении Волгоградской областной Думы от 10.11.2005 г. № 17/495, в соответствии с которым предписывается:

1. Администрации Волгоградской области и города -- регулярное информирование населения Волгоградской области о состоянии зеленых насаждений населенных пунктов Волгоградской области и г. Волгограда.

2. Федеральным и территориальным органам -- усиление контроля за проведением экологической экспертизы.

3. Областной Думе -- своевременное внесение изменений в закон ВО от 7.12.2001 г. №640-ОД «О защите зеленых насаждений...».

4. Муниципальным образованиям:

-- разработка и утверждение муниципальных целевых программы по воспроизводству зеленых насаждений;

-- инвентаризация зеленых насаждений г. Волгограда и населенных пунктов области;

-- оформление права на городские леса;

-- разработка генеральных планов территорий;

-усиление контроля за порядком предоставления земельных участков для размещения объектов различного назначения;

-использование рекомендаций ВНИАЛМИ по озеленению.

5. Органам местного самоуправления и милиции - своевременное составление протоколов в соответствии со ст. 39 КоАП, утвержденного 17.07.2002 г. № 747 - ОД.

В соответствии с Порядком Администрации муниципальных образований должны осуществлять использование, охрану, защиту и воспроизводство лесов, расположенных в границах муниципальных образований.

В настоящее время сложилась критическая ситуация, когда городскими лесами практически не занимаются муниципальные образования. В первую очередь, это связано с отсутствием муниципальных целевых программ по охране, защите и воспроизводству городских лесов. Итогом является бессистемное использование лесов, многочисленные пожары, самовольные рубки, нарушения видов лесопользования.

Сегодня практически все промышленные города имеют у границ застройки интенсивно озелененные пространства в виде лесопарковых защитных поясов, улучшающих микроклимат и ландшафт, разделяющий застройку и пригородную зону. В Волгограде защитный пояс состоит из насаждений городских лесов, лесного фонда и естественных массивов, расположенных в районе Горной Поляны, Веселой балки, Вишневой балки, а также в пригородной зоне города. Формирование внешнего зеленого пояса было начато более 45 лет назад и в настоящее время его площадь, а главное ширина, уже не соответствуют градостроительным требованиям, что ведет к снижению оздоровительной эффективности. В связи с формированием второго промышленного пояса города и стихийным размещением объектов индивидуального строительства в пригородной зоне города, произошел разрыв внешнего кольца в Кировском, Советском, Дзержинском и Краснооктябрьском районах.

Исходя из этого, наиболее актуальной проблемой является разработка и принятие программ, в которых должны быть отражены вопросы лесовосстановления, обеспечивающие создание оптимальных площадей зеленых насаждений, комплекс противопожарных мероприятий и тушение лесных пожаров.

Комитетом совместно с Агентством лесного хозяйства по Волгоградской области разработана программа «Охрана, защита и воспроизводство городских лесов на 2006 - 2010 гг.». Основная цель программы - увеличение площади и повышение биологической устойчивости городских лесов, сохранение и усиление их экологических, санитарно-гигиенических и эстетических функций, повышение эффективности мер противопожарной охраны путем осуществления комплекса организационно-технических мероприятий. В рамках данной программы заложены все лесохозяйственные мероприятия: лесовосстановление, лесохозяйственные работы, лесозащитные работы, противопожарные мероприятия, обустройство городских лесов, мероприятия по ликвидации стихийных свалок, лесоустроительные работы. Ожидаемые результаты программы представлены в табл. 1.

Таблица 1.

Ожидаемые результаты программы

Мероприятия	Объем работ
Лесовосстановление на площади	300 га
Ввод молодняков в покрытую лесом площадь	160 га
Рубки ухода за лесом и выборочные санитарные рубки	399 га
Лесозащитные мероприятия на площади	813 га
Противопожарные мероприятия на площади	6849 га
Обустройство мест отдыха	139 шт.

Реализация намеченных программных мероприятий по охране и воспроизводству городских лесов позволит стабилизировать экологическую обстановку в городе, уменьшить количество и среднюю площадь лесных пожаров, возникающих по вине человека, повысить декоративные качества лесных ландшафтов, улучшить состав насаждений, их санитарные свойства и создаст лучшие условия для отдыха населения.

Конечным результатом реализации Программы будет сокращение убытков, причиняемых лесными пожарами, вредителями леса и другими негативными факторами городским лесам и экономике города, сохранение экологического потенциала лесных экосистем.

На одного жителя города в среднем приходится около 10,8 кв. м зеленых насаждений при норме в 25--30 кв. м. Обеспеченность зелеными насаждениями по районам города неоднородна и составляет от 4 до 12 кв. м/чел. Лишь в Центральном районе Волгограда эта цифра существенна -- 27,9 кв. м/чел. (по данным инвентаризации 1999 года, проведенной Волгоградской архитектурно-строительной академией).

Таким образом, почти во всех районах города обстановка по озеленению неблагоприятная. И эта ситуация практически остается постоянной в течение ряда лет. Основная причина -- неудовлетворительные темпы озеленения. Строительство новых промышленных и гражданских объектов, уплотнение существующей жилой застройки намного опережают темпы развития городской биоты (ее флористическая часть), то есть темпы развития зеленого хозяйства города. Если в начале 80-х годов в городе ежегодно высаживалось до 70--90 тыс. деревьев, 200--250 тыс. кустарников, 40--50 га газонов, то в последние два года эти цифры значительно снизились и составили всего лишь 8 тыс. саженцев деревьев, около 15 тыс. саженцев кустарников и около 21 тыс. кв. м газонов. При этом в последнее время участились вырубки насаждений ограниченного пользования и особенно внутриквартальных посадок.

Реконструкция и капитальный ремонт существующих насаждений зачастую сводятся к непродуманной тотальной обрезке существующих старовозрастных насаждений. Весной 2001 года такие тотальные обрезки произведены, например, в сквере им. С. Филиппова, по ул. Огарева, Тулака в Ворошиловском районе; по ул. Пражская, Гагарина, пр. В.И. Ленина, в Центральном районе. Необходимо подчеркнуть, что при этом площадь насаждений на улицах разного назначения и так не отвечает нормативным требованиям.. На магистральных улицах (таких как пр. В.И. Ленина) посадки занимают в среднем всего 10-- 18 % вместо рекомендованных 25 %. На относительно узких улицах (таких как ул. Огарева) удельный вес насаждений достигает 15 % (нормативный показатель 20 %) [33].

Обращает на себя внимание весьма бедный ассортимент деревьев и кустарников, применяемых в городских озеленительных посадках. Основу озеленения составляют всего 8 пород деревьев. Это вяз приземистый (его в пасадках до 45%), клен ясенелистный, тополь пирамидальный. Изредка встречаются береза бородавчатая, липа мелколистная, вяз гладкий, клен остролистный и татарский, в последние годы высаживается каштан конский. Незначителен в посадках процент хвойных, в ряде районов наблюдается полное их отсутствие.

Ель колючая голубая, сосна обыкновенная, туя западная встречаются не часто. Анализ дендрологического состава посадок показал, что 90% пород в городской биоте - это лиственные и смешанные насаждения, и только 7% - хвойные, которые используются в декоративных композиционных оформлениях. Невелик и набор кустарников: сирень обыкновенная, смородина золотая, скумпия, кизильники. Очень мало чубушников, спирей, сиреней из группы волосистых сиреней, калин, жимолостей, боярышников.

В неудовлетворительном состоянии находятся и насаждения санитарно-защитных зон (СЗЗ) промышленных предприятий города. Ни одно из предприятий города не имеет отвечающей всем современным требованиям санитарно-защитной зоны, не только запланированной, но и озелененной в соответствии с санитарными нормам. В ряде районов жилые поселки находятся вообще в пределах СЗЗ (поселки АО “Волгоградская ГРЭС”, АО “Волгоградская ТЭЦ - 2”, ПО “Баррикады”, АО “Волгограднефтемаш” и др.), а насаждения в этих СЗЗ вовсе отсутствуют. В некоторых СЗЗ (например, на территории АО “Волгоградский алюминий”) проводится реконструкция и

замена устаревших насаждений, однако работы эти ведутся без зонирования территории, без определения конструкции посадок и как всегда ассортимент насаждений остается крайне бедным (высаживается лишь акация белая).

В СЗЗ следует начать проведение планомерной реконструкции и создание насаждений по современным проектам с соблюдением санитарно-гигиенических нормативов.

Указанные мероприятия будут способствовать расширению флористического состава городской биоты и адаптивному управлению ею. В свою очередь, это позволит улучшить среду обитания горожан, сделать городские условия жизни людей более комфортными.

При таком экологическом неблагополучии, как было отмечено ранее, стало необходимым и своевременным использование лесомелиоративных насаждений для оздоровления антропогенных территорий урболандшафтов Волгоградской агломерации. Создание зеленых насаждений (ЗЛН) оздоравливающего типа, учитывая конкретные источники загрязнения атмосферного воздуха, одна из важнейших целей данного исследования. В литературе [31, 47] имеются отдельные сведения по озеленению урболандшафтов, но в них не отражены современные требования и тенденции создания зеленых насаждений с учетом конкретных загрязнителей, не учитывались степень загрязнения воздушной среды и состав выбросов в атмосферу. Не предложены составы зеленых насаждений, перечень кустарников и деревьев, которые бы подробно были изучены. Нет практического подтверждения о том, как себя чувствуют зеленые насаждения, создающие урболандшафты Волгоградской агломерации, сколько лет они растут, процент приживаемости, процент деревьев и кустарников, которые просуществовали бы до 10 и более лет. Нет конкретных подробных научных исследований.

Работа, которую можно отметить, это исследования Мухи Т.П. [33, 34]. Но эти исследования посвящены роли защитных лесонасаждений в оздоровлении воздушной среды агроландшафтов Нижнего Поволжья. Можно еще указать на несколько работ, посвященных загазованности на территории нефтехимического территориально-производственного комплекса в связи с его озеленением и рекомендациям по озеленению нефтехимических предприятий [35, 37].

Биологическим основам газоустойчивости растений и проблемам предельно-допустимых концентраций загрязнителей, воздействующих на растения и образуемые ими сообщества, посвящены работы Николаевского В.С. [38, 39]. Охране и оздоровлению городской природной среды и исследованию газозащитной эффективности зеленых насаждений на автомагистралях посвящены исследования Сидоренко В.Ф. в соавторстве с Барсуковым Г.М., Кирилловым Г.П., Фельдманом Ю.С., Косициной Э.С. [42, 50, 51].

В работе Тарчевского В.В. [56] представлены исследования по влиянию дымогазовых выделений промышленных предприятий Урала на растительность. Природа и климат Урала отличается от Нижнего Поволжья, поэтому рекомендовать деревья, кустарники, которые хорошо себя чувствуют на Урале, не значит, что им будет также хорошо в Нижнем Поволжье. Средообразующей роли насаждений Волгоградской области посвящена работа Щербакова Л.Б. и Родины О.Н. (ВНИАЛМИ 1986 г.) [60].

Таким образом, готовых проектов, учитывающих выбросы промышленных предприятий по созданию зеленых насаждений в специфических условиях Нижнего Поволжья, не создано.

Каждому виду растений свойственен свой уровень поглощения и накопления фитотоксикантов. Поэтому при подборе видов для озеленения загазованных территорий следует учитывать не только газоустойчивость растений, но и их способность очищать воздух от загрязнений [14, 15, 22].

Главным в древесном фитофильтре следует считать листья, так как именно они проявляют ко многим загрязняющим веществам максимум поглотительных свойств и, в то же время, выступают в качестве важной физиологической основы существования самого фитофильтра [19] и одновременно являются действенным аэрономическим фактором [59]. Способствуя выносу загрязненного воздуха вверх над поверхностью крон, отводу его по «коридорам» или скоплению внутри посадок, насаждения представляют собой весьма значимый инструмент в перераспределении токсикантов в атмосфере [62].

Большой вклад в изучение данного вопроса внесли Кулагин Ю.З. и Илькун Г.М. Некоторыми работами доказано, что многоярусные насаждения фильтрующего типа способны снижать даже фоновые загрязнения атмосферы [18].

Проблема создания лесонасаждений с высокоэффективными свойствами фитофильтров сложна, так как нельзя разработать универсальный ассортимент растений для биологического филтра для всей страны без учета географии отдельного района, степени его загрязнения, структуры насаждений, формового разнообразия их и схемы смешения [59,52,58]. Поэтому рекомендации по созданию фитофильтров должны разрабатываться и внедряться с обоснованной его конструкцией и с точным экологическим адресом [40]. Работы ряда авторов предлагают создание зеленых насаждений с заданным коэффициентом ажурности крон определенной ширины и густоты для озеленения городских автодорог, санитарно-защитных зон, промышленных предприятий и площадок, а также при благоустройстве городских территорий и организации зон отдыха и рекреации [52].

Были попытки подбора ассортимента растений, отличающихся газопоглощением и газоустойчивостью к определенному типу токсикантов и предложены конструкции насаждений для предприятий конкретного типа: металлургических [16, 46], коксохимических, нефтехимических [58], машиностроительных [11], железнодорожных и керамических [46, 11]. При этом показано, что максимально выполняют функции газопоглощения чистые лиственные, затем смешанные хвойно-лиственные насаждения; наименее эффективны в этом отношении чистые хвойные посадки [64]. Причем наибольшей газопоглощающий эффект дают среднеполнотные многоярусные, затем высокополнотные и, наконец, низкополнотные насаждения. Поэтому поднимать уровень интенсивности, длительности и емкости поглощения насаждениями предлагается подбором видов, различающихся по срокам облиствения и листопада, биомассе листьев и конструированием посадок с варьированием их ширины, высоты, густоты и ярусности [20,51,57,59].

Установлено, что за счет фильтрации значительно снижается и запыленность воздуха [5,7,15,31,44,63,65,66].

Исследования В.Ф. Докучаевой показали, что насаждения способны оказывать сопротивление воздушному потоку, несущему в себе пылевые частицы, в силу чего последние выпадают из потока и под действием гравитационных и электрических сил (или прилипания) оседают на листьях, ветвях, стволах растений. За счет этого пылезадерживающая способность насаждений сохраняется даже зимой в безлиственном состоянии [12,21,23].

Для повышения эффективности пылеосаждения имеет значение плотность насаждения: изреженный одноярусный древостой, по сравнению с многоярусным, имеющим к тому же подлесок, менее устойчив к действию пыли и накопление ее в нем минимальное [20]. Плотные посадки обеспечивают наибольшую адсорбцию пыли в связи с тем, что имеют большую листовую поверхность, а также создают условия для максимального снижения скорости ветрового потока [14,15].

В ряде работ рассматривается распределение пылевых частиц на поверхности листьев при естественном и искусственном запылении [14], аккумулирование пылевых частиц в зависимости от глубины лесного клина [32]. Указывается, что пыленакопление зависит от размера, формы листовой пластинки, характера листовой поверхности, размера кроны и высоты деревьев. При этом ряд авторов [2,7,42,40] подчеркивает, что деревья и кустарники с шершавыми, клейкими, войлочными, опушенными и морщинистыми листьями (вяз, черемуха, бузина, шелковица, акация желтая) задерживают пыли значительно больше, чем породы, имеющие жесткие кожистые и гладкие листья (клен, осина, дуб, тополь, ясень, бирючина). Другие же [4,3] считают, что лучшими пыленакопителями являются деревья с относительно гладкими листьями (ива, тополь, клен, ясень): пылевидные частицы, оседающие на поверхности гладких листьев, легче укрупняются и проще удаляются при порывах ветра с листовой поверхности.

В одних работах [15,32,36,49] отмечено, что лушими пылезадерживающими свойствами обладают чистые лиственные древостои, например, буковые, дубовые, вязовые. В других утверждается, что более выгодны в этом отношении хвойные насаждения, особенно, приспевающие и спелые сосновые древостои: хвоя сосны более наэлектролизована, чем хвоя ели или листья, например, березы, поэтому пыль, зараженная противоположным знаком, быстро и легко оседает на кроны сосен, которые способны обеспыливать воздух круглый год [41].

Работами ряда авторов установлено, что под влиянием зеленых насаждений может изменяться такой интегральный показатель качества атмосферного воздуха как его бихроматная окисляемость: под кронами деревьев и кустарников окисляемость ниже по сравнению с таковой на открытых неозелененных территориях [23,24,45]. Этот факт свидетельствует о выделении листьями растений веществ фитоорганической природы [24,45].

Установлено, что летучие фитовещества--фитонциды растений активны в химическом отношении: взаимодействие в воздух с частицами сажи, токсичсескими газами и органическими веществами [25,26]. Поэтому фитонцидность растений, как эволюционно выработанное средство, приобретает важное значение сегодня в связи с проблемой оздоровления воздушного бассейна.

Таким образом, санирующие возможности насаждений достаточно велики, что расширяет диапазон их использования для оздоровления среды обитания человека.

2. Оценка состояния окружающей среды и территории

Только экологически обоснованное расположение посадок с учетом зоны загрязнения приземного слоя воздуха обеспечивает максимальную очистку его и помогает предупредить преждевременную гибель насаждений.

Единого подхода к зонированию территорий с загрязнением окружающей среды в проекции на зеленые насаждения пока не существует. В.М. Рябининым [48] предложена система зонирования, с основе которой лежат признаки поражения растений: зона сильного, умеренного и слабого поражения растений.

Проводят дифференциацию зон, суммируя концентрации токсических веществ с эффектом их воздействия на растения: зона высоких газовых концентраций или острых отравлений, зона средних концентраций или хронических отравлений и зона слабых концентраций.

В.С. Николаевский [39] считает необходимым проводить зонирование по периодичности задымления с учетом концентраций токсичных веществ. Подобное зонирование предлагают И.Ю. Никитин и Е.Л. Любарский [35].

С.А. Мамаев [30] основывает систему зонирования на учете загрязнения воздуха и почвы, а также степени повреждаемости растений, выделяя зону максимального повреждения растений с очень высокой загазованностью воздуха и сильно загрязненными грунтами; зону слабого задымления и слабого повреждения растений и незначительным загрязнением почво-грунтов, но превышения ПДК для растений и времени воздействия на них. Они считают целесообразным выделить 4 зоны: постоянного воздействия высоких концентраций в течение 50% суток вегетационного периода; периодического воздействия высоких концентраций с превышением ПДК для растений в течение 2--49% суток вегетации; постоянного воздействия низких концентраций, когда превышение ПДК для растений составляет 5--19 % продолжительности вегетационного периода.

Приведенные выше подходы к проблеме зонирования относятся к промышленным территориям. Материалов по зонированию производственных зон аграрных территорий по критериям состояния окружающей среды в литературных источниках не встречено. Между тем, очевидна необходимость зонирования территорий агроландшафтов, где на сегодняшний день проявляется тенденция к увеличению числа и мощности локальных источников загрязнения воздушной среды [34].

3 Формирование защитных озеленительных посадок на антропогенных территориях урболандшафтов Волгоградской агломерации

Из литературного обзора (раздел 1.3.) следует, что наукой накоплен определенный опыт использования лесных деревьев и кустарников для оздоровления воздушной среды, который может быть использован на территории урболандшафтов Волгоградской агломерации. Рекомендации по приемам озеленения городских агломераций, санитарно-защитных зон различных промпредприятий и автодорог могут служить основой для разработки новых научно-практических предложений по созданию ЗЛН оздоровляющего типа при всевозможных источниках загрязнения воздуха в промышленных зонах городской агломерации.

Вместе с тем, анализ литературных источников показывает, что гигиеническая роль защитных лесонасаждений в проекции на состояние атмосферного воздуха урболандшафтов мало исследовались. Не решались вопросы зонирования промышленных территорий по критериям состояния окружающей среды. Для урболандшафтов в Волгоградской агломерации сухого климата рекомендации по использованию санирующих свойств ЗЛН не разработаны. Решению этих вопросов и посвящена большая часть данного исследования.

Задачей исследования явилось изучение состояния зеленых нас на антропогенных территориях урболандшафтов г. Волгограда и перспективы формирования защитных озеленительных посадок загрязнения почвы от деятельности промышленных предприятий.

Крупные промышленные предприятия сосредоточены в г. Волгограде и г. Волжском. Основные показатели выбросов по г. Волгограду (данные по г. Волгограду взяты по 2005 году с учетом изменения объема выбросов основных вкладчиков города) представлены в таблице 1.

Таблица 2.

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу

Показатели выбросов	Ед. изм.	2005 год	Уловлено и обезврежено
Г. Волгоград
Выброшено в атмосферу всего	тыс. тонн	86,965	68,8
в том числе,
твердых веществ	тыс. тонн	9,544	89,0
жидких и газообразных веществ, из них:	тыс. тонн	76,421	60,3
диоксид серы	тыс. тонн	4,685	21,7
оксид углерода	тыс. тонн	32,470	0,1
оксиды азота	тыс. тонн	9,442	0,1
углеводороды (без ЛОС)	тыс. тонн	16,030	83,2
ЛОС	тыс. тонн	10,564	75,7
Прочие	тыс. тонн	3,230	50,8

Список предприятий - крупнейших источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу по Волгоградской области, вносящих основной вклад в формирование массы выбросов представлен в таблице 3.

Мониторинг загрязнения атмосферного воздуха в 2005 году осуществлялся на 4-х стационарных постах наблюдения за загрязнением атмосферы (ПНЗ) г. Волгограда и на 2-х ПНЗ г. Волжского. В течении года на постах проводились измерения концентраций 13-ти вредных примесей, также наблюдения за содержанием тяжелых металлов (8 наименований) и бенз(а)пирена. Всего в год отобрано и проанализировано 17602 пробы, в том числе 9120 (52%) специфических примесей.

В атмосферном воздухе жилых районов Волгоград в 2005 году отмечалось повышенное содержание среднемесячных концентраций по формальдегиду (5,7 ПДК), диоксиду азота (1,5 ПДК), оксиду азота (1,5 ПДК), фенолу (1,3 ПДК).

Максимальные концентрации достигали: хлорида водорода - 3,4 ПДК, диоксида азота - 2,7 ПДК, фторида водорода - 1,7 ПДК, фенола - 1,4 ПДК, пыли - 1,2 ПДК, формальдегида - 1,2 ПДК.

Наибольший комплексный индекс загрязнения воздуха по 5-ти примесям-15,8 (высокий уровень загрязнения) отмечен в северной промзоне города (ПНЗ).

За последние 5 лет незначительно повысился уровень загрязнения формальдегидом, фторидом водорода [10].

Города Волгоград и Волжский входят в список городов России (из 220), где по показателю КИЗА₅ можно ожидать значительное неблагоприятное воздействие загрязнения на здоровье населения.

Характеристики загрязнения атмосферного воздуха в гг. Волгограде и Волжском в 2005 г. представлена в таблице 23.

Таблица 3

Характеристики загрязнения атмосферного воздуха

Город	Примесь	Число наблюдений	Характеристика загрязнения
			qr	qm	qm*	g	g1	m2	ИЗА
Волгоград	пыль	1577	0,1	0,6		0	0	0	0,8
	диоксид серы	2068	0,012	0,064		0	0	0	0,3
	сульфаты	127	0,01	0,05
	диоксид азота	2068	0,06	0,23		1	0	0	1,6
	оксид азота	401	0,09	0,27		0	0	0	1,5
	сероводород	1215	0,002	0,006		0	0	0
	фенол	791	0,004	0,014		1	0	0	1,3
	сажа	622	0,01	0,06		0	0	0	0,2
	фторид водорода	573	0,005	0,033		1	0	0	0,9
	хлорид водорода	1156	0,09	0,667		2	0	0	0,9
	аммиак	473	0,02	0,09		2	0	0	9,7
	формальдегид	206
	КИЗА5 в целом по городу								15,2
Волжский	Пыль	1106	0,2	1,3		0	0	0	2,3
	диоксид серы	1358	0,048	0,005		0	0	0	1,0
	сульфаты	281	0,00	0,00		-	-	-	-
	диоксид азота	1358	0,08	0,12		1	0	0	2,5
	оксид азота	562	0,02	0,05		0	0	0	0,3
	оксид углерода	504	4	-		2	0	0	0,3
	сероводород	602	0,002	0,005		0	0	0	1,3
	сажа	281	0,00	0,00		0	0	0	0,00
	аммиак	1338	0,04	0,04		0	0	0	1,00
	формальдегид	1358	0,023	0,053		1	0	0	14,2
	метилмер каптан	533	0,000018	0,000175		2	0	0	-
	КИЗА5 в целом по городу								20,0

где:

qr--средняя концентрация содержания вредной примеси в атмосфере, мг/м³;

qm--максимальная концентрация, мг/м³;

qm^*-максимальная концентрация (по данным наблюдениям ЦГСЭН), мг/м³;

g--процент превышения концентрации выше ПДК, %;

g1--процент превышения концентрации выше % ПДК, %;

m2--количество проб с концентрацией выше 10 ПДК;

ИЗА--индекс загрязнения атмосферы;

КИЗА₅--комплексный индекс загрязнения атмосферы.

Для создания устойчивых защитных лесонасаждений необходимо выделить факторы, лимитирующие развитие растений, разработать такие методы и способы, которые позволили бы исключить их воздействие. В зоне неблагоприятной для произрастания древесных пород особенно сложно поддерживать защитные лесонасаждения в хорошем состоянии. Разработанные авторами Лобачевой Г.К., Манаенковым И.В. и Салдаевым А.М. способы создания лесонасаждений [27,28,29] позволили решить часть проблемы. Токсичными металлами загрязнены значительные площади вокруг промышленных предприятий, даже за пределами санитарно-защитных зон в радиусе ? 50 км. В этой ситуации возникает потребность в разработке новых экономических и эффективных способов восстановления почв, загрязненных неразлагающимися веществами. Под руководством проф. Лобачевой Г.К. в течение многих лет проводились исследования по экологической оценке влияния промышленных предприятий и, в частности алюминиевого производства на содержание металлов в почве и растительности санитарно-защитной зоны [1, 6, 8, 9, 61, 54, 55, 43, 53, 17]. В результате многолетних исследований авторами Лобачевой Г.К., Манаеноковым И.В. и др. установлено:

· содержание подвижных форм исследованных металлов в почве на территории санитарно-защитной зоны превышает их фоновое содержание в 3--60 раз. (РУСАЛ--южный промузел г. Волгограда);

· содержание подвижных форм кобальта, меди, никеля, свинца, цинка, хрома, марганца в почве на территории санитарно-защитной зоны не превышает установление ПДК;

· концентрация большинства исследованных металлов в почве резко падает с глубиной, снижаясь на глубине более 13 см в 6 и более раз. Это обуславливает необходимость уменьшения глубины отбора проб для данного анализа со стандартных 0-25 см до 0-3 см.

· содержание большинства исследованных металлов в растительности на территории санитарно-защитной зоны алюминиевого производства превышает их фоновое содержание в 2--4 раза;

· реальное пространственное распределение концентраций в почве и растительности является отражением распределения загрязнений в приземном слое атмосферы и может быть использованио для корректировки размеров и конфигурации санитарно-защитной зоны;

· категории состояния древесной растительности на территории санитарно-защитной зоны зависит от воздействия предприятий на 37--77%, и до 30% от влагообеспеченности и качества ухода;

· разработана технология рекультивации почв, загрязненных подвижными формами металлов, заключающаяся в захоронении загрязненного слоя почвы в траншею на глубину ниже основного корнеобитаемого слоя [27 - 29];

· разработана технология создания защитных лесонасаждений, включающая: изменение мезорельефа для улучшения гидротермического режима, изменение ажурности в зависимости от расстояния до предприятия для усиления экранирующей функции, увеличение разнообразия видов используемой растительности за счет их подбора в зависимости от расстояния до источника выбросов.

Таким образом, описанная технология [27 - 29] обеспечивает создание устойчивых и долголетних насаждений вокруг промышленных предприятий.

Для создания насаждений был произведен видовой подбор деревьев и кустарников в зависимости от расстояния от предприятия. По мнению Лобачевой Г.К. и Манаенкова И.В. при создании лесонасаждений предлагается разделить санитарно-защитную зону на 3 подзоны (полосы) и для каждой из них подобрать свою конструкцию, видовой состав насаждений в зависимости от характера загрязнений (таблица 1).

Первой подзоной (полосой осаждения)выделяют территорию вокруг завода, где концентрация сернистого газа и фтора в воздухе превышает 3 мг/м³ или в пересчете на ПДК, значение выше 6 ПДК. Это полоса шириной 500--700 метров от стен завода. Зона постоянных высоких концентраций газов, образуется в результате неорганизованных выбросов, производимых на небольшой высоте. Посадки имеют в этой зоне небольшую листовую поверхность, слабый рост, недолговечность. Повреждение насаждений в этой зоне носит острый характер. В зоне сильного загрязнения должно происходить поглощение газообразных загрязнителей. Для данной зоны мы рекомендуем предложенный нами выше способ создания защитных лесонасаждений с применением орошения. Это позволит повысить устойчивость насаждений и продлить срок их существования. Этому вопросу будет посвящен отдельный раздел.

Вторая подзона (полоса поглощения). Загрязнение этой территории происходит в результате приземления дымового факела, а также за счет притока загрязненного воздуха из первой зоны. Ширина полосы изменяется от 600 до 1000 метров. Уровень загрязнения зависит, от направления ветра, и по отношению к некоторым участкам является периодическим. Для этой зоны характерны максимально-разовые концентрации сернистого газа и фтоpa до 3 мг/м³, среднесуточные - до 1 мг/м³. Основной тип поражения зеленых насаждений - хроническое повреждение. Для этой зоны предложенный нами способ создания защитных лесонасаждений может применяться без дополнительного орошения.

Третья подзона (Паюса слабого загрязнения). Загрязнение зоны вызывается перемещением воздушных масс из второй зоны, вместе с фоновым загрязнением района. Концентрация расчетных загрязняющих веществ не должно превышать ПДК больше, чем на 100 %.

Эта зона должна создаваться как декоративно-эстетическая. Необходимо учитывать особенности рельефа данной территории, ее расположение на склонах рек. Посадки должны проводиться с учетом того, что помимо очищения атмосферного воздуха они еще должны выполнять стокорегулирующую, почвообразующую, снегозадерживающую, противоэрозионную функции.

Подбор таких--растений чрезвычайно сложная задача, т.к. нужно в течение многих лет наблюдать за состоянием зеленых насаждений: деревьев и кустарников. Не установлен срок существования зеленых насаждений в зоне до 600 м от источника.

Влияние состава выброса на состояние древесных пород и кустарников. Не установлен срок существования растений во второй подзоне на расстоянии от 600 м--1000 м от источника, не исследовано влияние способа и типа орошения на состояние растительности, и на каких расстояниях проводились исследования. Все эти проблемы ждут своего решения: как проводить посадку зеленых насаждений, состав грунта, какой тип орошения использовать, какие растения могут хорошо расти в зоне, где постоянно подвергаются воздействию фтора и фторидов и т.д.

Наметились некоторые пути решения этих проблем. Например, для улучшения экранирующей функции посадкам необходимо иметь: большую листовую поверхность, большую биомассу листьев и максимально возможную высоту первого яруса, что требует применения минеральных и органических удобрений. Но это только первые шаги, сделанные в нужном направлении.

Таблица 4

Предлагаемый видовой состав по зонам

№ подзоны	Кутарники	Деревья
I	Вейгела цветущая Чубушник венечный	Робиния Лжеакация Гледичия трехколючковая Клен татарский
II	Жимолость татарская Вейгела цветущая Карагана древовидная Сирень обыкновенная Скумпия Сумах	Робиния лжеакация Вяз мелколистный Дуб черешчатый Клен татарский Клен ясенелистный Лох серебристый
III	Аморфа Вейгела цветущая Лейция шершавая Сирень Тамарикс многоцветный Форзиция Чубушник венечный	Робиния лжеакация Граб обыкновенный Катальпа прекрасная Лещина обыкновенная Скумпия кожевенная Софора японская Тополи

Для того, чтобы дороги не выполняли роль тоннелей, по которым с потоком воздуха загрязнения переносятся на большие расстояния, они должны быть спланированы по касательной к промплощадке или с несколькими поворотами по мере их прохождения по территории защитных лесонасаждений.

Для усиления экранирующих свойств насаждений необходимо создавать посадки, ажурность которых будет постепенно уменьшаться с удалением от предприятий. Такие посадки одинаково эффективно будут выполнять защитную функцию при различных скоростях ветра. Эти предложения ждут своего практического подтверждения.

Исследованиями авторов [27 - 29, 6, 8, 9, 61, 54, 43, 55, 17, 1] установлено, что атмосферные выбросы основного производства РУСАЛ содержат алюминий, цинк, медь, никель, марганец, свинец, кадмий, хром, железо, титан в концентрациях в среднем превышающих среднесуточные ПДК для жилой зоны в 100 раз. Для снижения воздействия промышленного предприятия РУСАЛ нужны более кардинальные меры, а именно, создание лесозащитных насаждений, научно-обоснованный подбор деревьев и кустарников, способы посадки, способы орошения, способы обработки ЛЗН, контроля приживаемости, разработка схемы посадки и оценка результатов. Необходим постоянный мониторинг состояния зеленых насаждений в санитарно-защитной зоне промышленных предприятий, чтобы иметь практический результат научно-обоснованного способа создания ЛЗН оздоровительного типа.

4 Технология формирования озеленительного пространства СЗЗ ВОАО «Химпром»

К наиболее важным мероприятиям по благоустройству СЗЗ ВОАО «Химпром», которое позволит снизить влияние произведенной деятельности предприятия, можно отнести озеленение санитарно-защитной зоны.

Технология формирования озеленительного пространства СЗЗ ВОАО «Химпром» включает в себя следующие принципы:

1. Очистка среды от загрязнителей должна осуществляться в первую очередь технологическими средствами, при успешном выполнении этого условия важная роль принадлежит озеленению

2. Анализ санитарно - гигиенических и почвенных условий, ассортимента растущих растений на промышленной площадке.

Благоустройство с озеленением СЗЗ можно подразделить на два этапа:

I этап - Создание травянистого покрова.

II этап - Групповая посадка кустарников с высокой газопоглотительной способностью.

В общем балансе территории СЗЗ зелёные насаждения должны занимать не меньше 70 % всей площади.

Для повышения жизнедеятельности растений в указанных условиях большое значение имеют подбор древесных, кустарниковых и травянистых растений.

Подбор растений для воздушного фильтра, создание эффективных устойчивых насаждений может быть основано на специфики выбросов ВОАО «Химпром».

При загрязнении атмосферного воздуха в нём, «как правило», повышается содержание тяжёлых ионов и уменьшается концентрация лёгких отрицательных ионов. Зелёные насаждения восстанавливают ионный состав атмосферного воздуха как внутри объекта озеленения, так и на прилегающей местности, повышается степень ионизации в 5 раз.

Пылеудерживающая способность деревьев и кустарников, рекомендуемых ВНИИАЛМИ для насаждений ССЗ, приведена в таблице 21.

Таблица 5.

Пылеудерживающая способность деревьев и кустарников

Название деревьев	Площадь листовой поверхности, м2	Общее количество осажденной пыли,г
Деревья
Вяз	223	30
Клен	300	40
Ива	148	35
Ясень	255	39
Кустарники
Сирень	33	6,0
Жимолость	12	5,5
Виноград	15	1,2

Чувствительность к действию загрязнителей в большинстве случаев меньше у молодых деревьев и больше у листьев старого возраста.

Чем выше интенсивность фотосинтеза, тем сильнее повреждаются листья.

Токсическими дозами ядовитых газов для растений являются следующие концентрации (таблица 22).

Таблица 6

Токсические дозы ядовитых газов для растений

Наименование вещества	Минимальная токсическая доза для растений
Окись углерода (СО)	2,5 г на 1 м3
Сероуглерод (СS2)	2,6 г на 1 м3
Формальдегид	800 7 на 1 м 3

Окись углерода поглощают как растения, так и влажная почва. Абсорбция окиси углерода влажной почвой наиболее эффективна при 30 °С.

При повышении температуры может произойти противоположный процесс, т.е. десорбция угарного газа из почвы. На территориях, занятых ухоженными газонами такой процесс исключён.

В течение всего сезона, при котором осуществляется работа по благоустройству СЗЗ, должна поддерживаться влажность почвы 60 - 70 %.

Многочисленные источники свидетельствуют о том, что благоустроительные работы на почвенном пространстве СЗЗ являются мощным средством, снижающим влияние большого комплекса неблагоприятных факторов на условия жизни человека, так как они выполняют санитарно-гигиеническую функцию, способствуют оздоровлению воздушного бассейна, снижают эрозионные процессы. Кроме того, деревья и кустарники выделяют фитонциды, которые способствуют ионизации воздуха, выводят из атмосферы большое количество пыли и других вредных веществ.

Выходящие на поверхность горизонты засоленных шоколадных хва-лынских глин практически не пригодны для озеленения без дополнительных мероприятий. Предполагаются технические решения, обеспечивающие озеленение санитарно - защитной зоны с учётом специфики и отрицательного воздействия источников газовых выбросов в ОАО «Химпром». По имеющему опыту озеленения предлагается использование газоустойчивых растений.

Так как мелиорация таких почв стоит очень больших затрат, то в таких условиях успех обеспечен только при создании искусственного насыпного агрозема. который должен обладать целым рядом принципиальных качеств:

1. Корнеобитаемый слой должен обеспечивать благоприятные условия водопоглощение и удержания влаги. Более подходящими для этих условий являются низкорослые деревья: лох, клён.

2. Нижний плотный слой должен препятствовать подъёму засоленных грунтовых и поверхностных вод.

3. В период освоения участков требуется вносить удобрения.

4. Должно быть организовано орошение и увлажнение почвы.

Мощность антропогенного агрозема и его слоев определяется требованиями растений для их произрастания. Для его создания используются природные и техногенные материалы. В качестве изолирующего слоя от засоленности глинистой почвы и её выходящих растворов может использоваться щебень известняка, гравий, песчаник, шлак, опока.

Над каменистым слоем формируется горизонт гашенной или негашеной извести.

Химические приёмы мелиорации изменяют комплекс физических и физико-химических свойств почв. К наиболее распространённым химическим приёмам улучшения физических свойств почв относятся известкование кислых почв (известь обожженная), гипсование солонцов. В результате известкования почва становиться более структурной, в ней увеличивается водопроницаемость и уменьшается плотность. Гипсованием устраняется щелочная реакция солонцовых почв, улучшаются их физические свойства и структура, становятся благоприятными в агрономическом отношении. Химическую мелиорацию почв необходимо проводить совместно с применением органических удобрений.

После этого насыпают лесовидный суглинок. Он по возможности не должен быть тяжёлым и засоленным.

Особые требования предъявляют к плодородию гумусированного слоя почвы для выращивания травянистых растений. Вместе с насыпкой гумусированной земли вносят дозу органических и минеральных удобрений.

В таблице 23 приведено строение и сложение почвообразующих материалов агрозема.

Таблица 7

Антропогенный агрозем после его создания нуждается в мелиоративном периоде около одного года, включая обязательно холодный период, когда происходит влагозарядка и усадка почвы.

Для создания антропогенной почвы на участках СЗЗ рассчитывается потребность материалов.

Для формирования профиля агрозёма мощностью (Н) 90 см в среднем на площадки необходимо завозить до 70 тысяч тонн материалов.

Потребность в посадочном материалы определяется по схемам смешения и густоте посадки.

Всего на участок СЗЗ, например, площадью 10 га нужно ориентировочно 1000 деревьев. Необходимо сделать расчёт общей стоимости материалов без учёта других затрат.

Расчёт

1. По сыпучим материалам. Стоимость 1 т сыпучего материала равна 100 руб. На 70000 тонн, необходимых для производства работ требуется:

70 000 * 10 = 7 000000 руб. = 7 млн. руб.

2. По потреблению зелёных насаждений: - деревьев. Стоимость 1 дерева равна 4 руб.

На 1000 деревьев, необходимых для участка площадью 10 га требуется:

400* 1000 =4 00000 руб.

3. Итого - общая стоимость материалов без учёта других затрат:

7 000 000 + 4 00000 = 7 400 000 руб.

При благоустройстве СЗЗ могут использоваться известьсодержащие отходы (доломиты) 5 класса опасности.

В случае неиспользования их по назначению, хранение на СЗЗ данных материалов может быть классифицировано как несанкционированное размещение отходов с загрязнением почв.

Радикальной мерой борьбы с загрязнением окружающей среды является создание замкнутых технологических процессов, при которых отсутствует выброс загрязнителей в биосреду. Однако такой принцип организации промышленного производства не всегда может быть достигнут, в связи с чем, предусмотрены меры, обеспечивающие сохранение необходимых санитарных условий жизни в районах размещения промышленных предприятий, в частности, планировочные мероприятия.

Для снижения степени загрязнения почвы, атмосферного воздуха жилого массива предусмотрено следующее:

1. выполнен расчёт предельно - допустимых выбросов ПДВ для каждого источника выбросов;

2. созданы локальные схемы очистки газов;

3. выполняются технические мероприятия по уменьшению вероятности залповых выбросов.

Одно из важнейших направлений природоохранной деятельности -устранение самих причин этих загрязнений. Этот подход требует разработки малоотходных, а в перспективе и безотходных технологий производства, которые позволили бы комплексно использовать исходного сырья и утилизировать максимум вредных для атмосферы веществ. Этот путь наиболее экономичен и эффективен.

Так же, предприятие занимается озеленением как непосредственно завода, так и санитарно-защитной зоны. Известно, что взрослый здоровый лес на площади 1 га поглощает 280 кг углекислого газа, а выделяет в атмосферу 220 кг кислорода в сутки, завод же по последним данным выделяет до 230 тонн углекислого газа в год.

Наряду с уменьшением количества загрязняющих веществ, попадающих в атмосферный воздух, задачей первостепенной важности является снижение уровня загрязнения средствами озеленения.

Насаждения эффективно очищают воздух от вредных примесей, так 1 га зелёных насаждений за сутки способен очистить до 500 тыс.м² воздуха, поглощая за период вегетации до Юм вредных веществ.

Но, роль различных растений в оздоровлении окружающей средь: различно. Способность поглощения, например, двуокиси серы (в г) па каждые V 10 кг листьев можно показать так (таблица 24).

Таблица 8

Способность поглощения двуокиси серы листьями (в пересчете на их сухую массу отдельных растительных пород)

Вид растения	Количество поглощенного вещества
Тополь Болле	до 180
Ясень зеленый	до 140
Сирень обыкновенная	до 70
Клен ясенелистный	до 30

1 га зеленых насаждений за год способен улавливать до 30-40 т пыли. Если ВОАО «Химпром» выбрасывается в год в среднем 1500 т пыли, то можно рассчитать, сколько гектар зеленых насаждений надо:

1 га - 40 т пыли

х га - 1500т

х = 37,5 га