Защита городской среды

Верификация моделей, включенных в компьютерную модель Basin, прогноза радиоактивного загрязнения воды и донных слабопроточных водоемов при нарушении нормальной эксплуатации АЭС и ЯЭУ проводилась с привлечением данных радиационного мониторинга 5 водоемов: водоема-охладителя Чернобыльской АЭС, озер Святое (Беларусь), Bracciano (Италия), Esthwaite и Windermere. Загрязнение этих водоемов произошло в результате аварии на ЧАЭС. Выполнен анализ практич. применимости моделей и соответствие их, а также геоинформационно-моделирующей системы “Кассандра”, в которую они включены, нормативным требованиям и рекомендациям. Приведен также тестовый расчет и анализ последствий гипотетич. радиационной аварии на Калининской АЭС.

Указывается, что по сравнению с другими Европейскими столицами Берлин имеет ту особенность, что он может полностью удовлетворить потребность в питьевой воде за счет подземных водоисточников и в перспективе отказаться от транспортировки по водоводам воды из др. регионов. Сообщается, что под Берлином находится естественная емкость с водой высокого качества мощностью около 60 м, а граница водоносного слоя начинается в 2-3 м от поверхности. Другим аспектом является то, что в результате мер организационно-технического характера потребление воды в Берлине с 1989 по 2000 гг. снизилось на 40% – с 378 млн. м{3} до 225 млн. м{3}, в значительной мере это связано с упорядочением системы водопользования в восточном Берлине после образования единого государства. Сообщается о разработке программ в данной области и т. д..

Предлагается решение задачи определения допустимой химической нагрузки на речные экосистемы. Применительно к поверхностным водным объектам развивается концепция Ю. А. Израэля определения допустимой нагрузки на экосистемы: дифференциация водных объектов с учетом “назначения” по их использованию, принятие за фоновые концентрации природных концентраций химических веществ, дифференцированное применение предельно допустимых концентраций химических веществ с учетом природных особенностей территорий и вариантов расчетов для разной водности реки.

Важнейшими факторами, определяющими экологию крупных рек и прилегающих к ним районов, являются распространение, продолжительность и динамика гидрологических связей ГС между поверхностными и грунтовыми водами. Такие ГС значительно ослабли в районах всех крупнейших рек Европы вследствие строительства дамб и другой антропогенной деятельности. Обсуждены научные основы при планировании стратегии восстановления естественных водных потоков в районе р. Дунай (Австрия). Описаны результаты предварительной стадии реализации этого проекта. Отмечена необходимость мониторинга различных лимнологических параметров для оценки степени успешности проведения проекта.

Приводится способ оценки нагрузки на речные системы с учетом фонового загрязнения. Расчет производится сразу для всей группы лимитирующего показателя вредности. Выявлено, что коэффициент смешения в контрольном створе показывает степень влияния на водоем загрязняющих веществ.

В работе проведена оценка научной ценности данных исследований, проведенных непрофессиональными помощниками ученых с целью определения воздействия на окружающую среду такого соединения, как трибутилолово, которое является важным компонентом краски для судов. Любители исследовали такое явление, как импосекс у представителей брюхоногих моллюсков Nucella lapillus из Северного моря. Ряд ученых считает данное явление индикатором загрязнения трибутилоловом. Со времени проведения последнего исследования в 1991 г. импосекс стал наблюдаться в гораздо большем масштабе даже в популяциях, которые были классифицированы как стерильные в то время. К исследованиям было привлечено внимание прессы, поэтому оно может иметь определенный резонанс в текущих дебатах о необходимости регулирования или запрета использования красок с трибутилоловом.

Разработана компьютерная модель для прогнозирования загрязнения системы “подземные воды-русло реки” после аварийного разлива вредных веществ. В основе модели лежат двумерные уравнения фильтрации и переноса примеси в пористой среде. В качестве метода решения уравнений использованы неявные разностные схемы.

При моделировании гидрохимического режима равнинного водохранилища необходимо знать источники и характер загрязнений, поступающих в водоем с поверхностным и подземным стоком. Сбор, анализ, хранение, обработку огромных массивов информации целесообразно осуществлять с применением геоинформационных технологий. Создание банка данных, интегрирующего информацию со всей площади водосбора водохранилища, предполагает включение тематических баз данных в виде модулей по следующим направлениям: 1) природное и социально-экологическое; 2) антропогенные воздействия; 3) изменение природной среды под влиянием антропогенных факторов; 4) экологическое состояние природной среды; 5) охрана природы и рациональное природопользование. Проектируемый банк данных может быть ядром геоинформационной системы экологического направления или основой для решения ряда прикладных задач.

Нарушение режима использования санитарной и водоохранных зон Братско-Усть-Илимского территориально-пром. комплекса привели к ухудшению гидрол. и гидрохим. состояния каскада ангарских водохранилищ. В качестве приоритетного интегрального показателя загрязненности природных вод здесь рекомендовано использование величины ХПК, четко коррелирующей со специфичными для целлюлозно-бумажных производств (ЦБП) загрязнениями. По результатам мат. обработки и оценки динамики различных гидрохим. процессов в природных водах региона выявлено наличие орг. загрязнений, преобладание процессов аммонификации и окислительных процессов с потреблением кислорода. Сформулированы подходы и требования к прогностической модели для оценки воздействий на состояние водоемов отдельных способов очистки сточных вод ЦБП и прогнозирования состояния природных вод в случае залповых сбросов.

Проведенное модельное исследование свидетельствует не только о принципиальной решаемости задачи восстановления параметров качества вод во внутренних водоемах, характеризующихся повышенной оптической сложностью, но и о возможности создания оперативных алгоритмов, позволяющих дистанционно оценивать (при достаточно высокой чувствительности датчика) качество воды в реальном масштабе времени. Разработанные алгоритмы могут быть рекомендованы для практического дистанционного мониторинга озер С.-З. России, и прежде всего Ладожского и Онежского озер.