Формирование и оценка экологических рисков урболандшафтов в промышленных городах Беларуси

  • Галина Иосифовна Марцинкевич Белорусский государственный университет, пр. Независимости 4, 220030, г. Минск, Беларусь https://orcid.org/0000-0002-4869-8933
  • Ирина Иосифовна Счастная Белорусский государственный университет, пр. Независимости 4, 220030, г. Минск, Беларусь https://orcid.org/0000-0001-6228-8861
  • Александр Александрович Карпиченко Белорусский государственный университет, пр. Независимости 4, 220030, г. Минск, Беларусь https://orcid.org/0000-0002-7463-4685
  • Дмитрий Сергеевич Воробьев Белорусский государственный университет, пр. Независимости 4, 220030, г. Минск, Беларусь https://orcid.org/0000-0002-1484-3469

Аннотация

Представлены результаты изучения проблемы формирования опасных природных и техногенных процессов в промышленных городах, способствующих появлению экологических рисков. К настоящему времени по этой проблеме накоплен обширный литературный материал, касающийся причин возникновения, анализа закономерностей развития, возможностей управления рисками, в том числе и экологическими. Установлено, что в перечне причин формирования рисков в городах отсутствует один из наиболее важных обнаруженных нами факторов – структура (внутреннее строение) урболандшафтов, выступающих достаточно крупными объектами городской застройки. Для определения роли этих объектов в формировании экологических рисков выбраны города Орша и Пинск, заложенные практически одновременно в начале XI в., но характеризующиеся различной историей развития. Составлены карты урболандшафтов городов, проведены геохимические исследования их почвенного покрова, выявлены геохимические и тепловые аномалии поверхности, рассчитаны объемы экосистемных услуг (поглощение углерода) зелеными насаждениями. Выяснено, что урболандшафты выполняют различные функции в системе экологических рисков: одни из них способствуют развитию опасных процессов, другие – их смягчению. Так, загрязнение почв тяжелыми металлами (с превышением содержания Pb, Cr и Cu над ПДК в 1,2–5,6 раза в Пинске), наиболее сильное прогревание поверхности (на 8–16 °С выше температуры воздуха в Пинске и Орше) и низкий объем депонирования углерода (100–500 т в год) типичны для урболандшафтов исторического центра, урболандшафтов с преобладанием промышленной застройки, урболандшафтов комплексной жилой многоэтажной, общественной и промышленной застройки. Урболандшафты, в структуре которых присутствуют элементы ландшафтно-рекреационных территорий общественного назначения (парки, лесопарки, скверы), а также сельскохозяйственные земли и водные объекты, характеризуются низким содержанием тяжелых металлов в почвах (ниже ПДК в Пинске, ниже фона в Орше), пониженной температурой поверхности (на 2–3 °С выше температуры воздуха), высоким объемом депонирования углерода (2,6–2,8 тыс. т в год). Проведена оценка вероятности рисков, связанных с описанными процессами, которая помогла выяснить, что они соответствуют категориям «приемлемые» и «пренебрежимые», предложены варианты управления рисками.

Биографии авторов

Галина Иосифовна Марцинкевич, Белорусский государственный университет, пр. Независимости 4, 220030, г. Минск, Беларусь

доктор географических наук, профессор; научный консультант научно-исследовательской лаборатории экологии ландшафтов факультета географии и геоинформатики

Ирина Иосифовна Счастная, Белорусский государственный университет, пр. Независимости 4, 220030, г. Минск, Беларусь

кандидат географических наук, доцент; доцент кафедры географической экологии факультета географии и геоинформатики

Александр Александрович Карпиченко, Белорусский государственный университет, пр. Независимости 4, 220030, г. Минск, Беларусь

кандидат географических наук, доцент; доцент кафедры почвоведения и геоинформационных систем факультета географии и геоинформатики

Дмитрий Сергеевич Воробьев, Белорусский государственный университет, пр. Независимости 4, 220030, г. Минск, Беларусь

кандидат географических наук; доцент кафедры географической экологии факультета географии и геоинформатики

Литература

  1. United Nations, Department of Economic and Social Affairs, Population Division. World population prospects 2019: highlights [Internet]. New York: United Nations; 2019 [cited 2021 April 3]. 43 p. Report No. ST/ESA/SER.A/423. Available from: https://population.un.org/wpp/Publications/Files/WPP2019_Highlights.pdf.
  2. Faloleeva MA. Novyi gorod dlya novogo klimata [A new city for a new climate]. Minsk: Diskurs; 2020. 431 p. (Nauka menyaet zhizn’). Russian.
  3. Kasimov NS, Malkhazova SM, Chalov RS, editors. Geografiya, obshchestvo, okruzhayushchaya sreda. Tom 4. Prirodno-antropogennye protsessy i ekologicheskii risk [Geography, society, environment. Volume 4. Natural and anthropogenic processes and environmental risk]. Moscow: Gorodets; 2004. 616 p. Russian.
  4. Akimov VA, Lesnykh VV, Radaev NN. Riski v prirode, tekhnosfere, obshchestve i ekonomike [Risks in nature, technosphere, society and economy]. Moscow: Delovoi ekspress; 2014. 348 p. Russian.
  5. Vishnyakov YaD, Radaev NN. Obshchaya teoriya riskov [General risk theory]. 2nd edition. Moscow: Akademiya; 2008. 368 p. Russian.
  6. Tikhomirov NP, Potravny IM, Tikhomirova TM. Metody analiza i upravleniya ekologo-ekonomicheskimi riskami [Methods of analysis and management of environmental and economic risks]. Tikhomirov NP, editor. Moscow: Uniti-Dana; 2003. 350 p. Russian.
  7. Yamalov IU. Modelirovanie protsessov upravleniya i prinyatiya reshenii v usloviyakh chrezvychainykh situatsii [Modelling management and decision-making processes in emergency situations]. Moscow: Laboratoriya bazovykh znanii; 2009. 288 p. Russian.
  8. Risk Assessment Forum, United States Environmental Protection Agency. Guidelines for ecological risk assessment [Internet]. Washington: United States Environmental Protection Agency; 1998 [cited 2021 April 3]. 188 p. Report No. EPA/630/R-95/002F. Available from: https://www.epa.gov/sites/default/files/2014-11/documents/eco_risk_assessment1998.pdf.
  9. Azimuth Consulting Group. Federal Contaminated Sites Action Plan (FCSAP). Ecological risk assessment guidance. Vancouver: Azimuth Consulting Group; 2012. 215 p.
  10. Pollard S, Purchase D, Herbert S. A practical guide to environmental risk assessment for waste management facilities. Guidance note 25. Version 2 [Internet]. London: National Centre for Risk Analysis and Options Appraisal, Environment Agency; 2000 [cited 2021 April 3]. 80 p. Available from: https://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.391.7953&rep=rep1&type=pdf.
  11. Environmental Health Committee. Environmental health risk assessment: guidelines for assessing human health risks from environmental hazards [Internet]. Canberra: Environmental Health Committee; 2012 [cited 2021 April 3]. 131 p. Available from: https://www1.health.gov.au/internet/main/publishing.nsf/content/A12B57E41EC9F326CA257BF0001F9E7D/$File/Environmentalhealth-Risk-Assessment.pdf.
  12. Health and Safety Authority. Guidelines on risk assessments and safety statements [Internet]. Dublin: Health and Safety Authority; 2006 [cited 2021 April 3]. 38 p. Available from: https://www.tcd.ie/estatesandfacilities/assets/pdf/HSA%20RiskAssessment%20SS%20guide.pdf.
  13. European Food Safety Authority. Review of current practices of environmental risk assessment within EFSA. EFSA Supporting Publications [Internet]. 2011 [cited 2021 April 3];8(9):116. [39 p.]. Available from: https://efsa.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.2903/sp.efsa.2011.IN-116.
  14. Shoaf KI, Seligson HA, Stratton SJ, Rottman SJ. Hazard risk assessment instrument [Internet]. [S. l.]: UCLA Center for Public Health and Disasters; 2006 [cited 2021 April 3]. 89 p. Available from: https://fachc.memberclicks.net/assets/docs/EmergencyManagement-Knowledgebase/hra_instrument_wbkucla.pdf.
  15. Suter GW II, Munns WR, Sekizawa J. Types of integration in risk assessment and management, and why they are needed. Human and Ecological Risk Assessment: An International Journal. 2003;9(1):273–279. DOI: 10.1080/713609864.
  16. Nel DC, Cochrane K, Petersen SL, Shannon LJ, van Zyl B, Honig MB, editors. Ecological risk assessment: a tool for implementing an ecosystem approach for southern African fisheries [Internet]. [S. l.]: [s. n.]; 2007 [cited 2021 April 3]. 225 p. (WWF report series; 2007/Marine/002). Available from: http://awsassets.wwf.org.za/downloads/22_ecological_risk_assessment__a_tool_for_implementing_an_ecosystem_approach_for_souther.pdf.
  17. Munns WR Jr, Mitro MG. Assessing risks to populations at Superfund and RCRA sites characterizing effects on populations [Internet]. Cincinnati: United States Environmental Protection Agency; 2006 [cited 2021 April 3]. 88 p. Report No. EPA/600/R-06/038. Available from: https://www.epa.gov/sites/default/files/2015-11/documents/erasc_risks_to_eco_pops.pdf.
  18. Fox DR, Burgman M. Ecological risk assessment. In: Melnick EL, Everitt BS, editors. Encyclopedia of quantitative risk assessment and analysis. Chichester: John Wiley & Sons; 2008. p. 1600–1603. DOI: 10.1002/9780470061596.risk0268.
  19. Pollard SJT. Ecological and public health risks: analysis and management. In: UNESCO. Encyclopedia of life support systems (EOLSS). Paris: EOLSS Publishers; 2002. p. 219–235.
  20. Martin B, Pearson A, Bauer B. An ecological risk assessment of wind energy development in Montana [Internet]. Helena: The Nature Conservancy; 2009 [cited 2021 April 3]. 57 p. Available from: https://www.nature.org/media/montana/wind-report.pdf.
  21. New Mexico Environment Department, Hazardous Waste Bureau. Guidance for assessing ecological risks posed by chemicals: Screening level ecological risk assessment. HWB guidance document Revision 2.0. Santa Fe: New Mexico Environment Department; 2008. 116 p.
  22. Schleier JJ III, Sing SE, Peterson RKD. Regional ecological risk assessment for the introduction of Gambusia affinis (western mosquitofish) into Montana watersheds. Biological Invasions. 2008;10(8):1277–1287. DOI: 10.1007/s10530-007-9202-1.
  23. O’Brien GC, Wepener V. Regional-scale risk assessment methodology using the relative risk model (RRM) for surface freshwater aquatic ecosystems in South Africa. Water SA. 2012;38(2):153–166. DOI: 10.4314/wsa.v38i2.1.
  24. Molak V, editor. Fundamentals of risk analysis and risk management. Boca Raton: Lewis Publishers; 1997. 451 p.
  25. Pastorok RA, Akçakaya R, Regan H, Ferson S, Bartell SM. Role of ecological modeling in risk assessment. Human and Ecological Risk Assessment: An International Journal. 2003;9(4):939–972. DOI: 10.1080/713610017.
  26. Khomich VS, Kakareka SV, Kukharchik TI, Kravchuk LA. Svetlogorsk: ekologicheskii analiz goroda [Svetlogorsk: ecological analysis of the city]. Minsk: Minsktipproekt; 2002. 212 р. Russian.
  27. Khomich VS, Kakareka SV, Kukharchik TI. Ekogeokhimiya gorodskikh landshaftov Belarusi [Ecogeochemistry of urban landscapes]. Minsk: Minsktipproekt; 2004. 259 p. Russian.
  28. Struk MI. Regional’nye osobennosti optimizatsii okruzhayushchei sredy Belarusi [Regional features of environmental optimisation in Belarus]. Minsk: Belorusskaya nauka; 2007. 252 p. Russian.
  29. Asaenok IS. Sreda obitaniya: risk, zdorov’e, ekonomika [Habitat: risk, health, economy]. Minsk: Bestprint; 2006. 221 p. Russian.
  30. Derevyago IP. Ekonomicheskie osnovy upravleniya riskom [The economic foundations of risk management]. Minsk: Belarusian State Technological University; 2007. 170 p. Russian.
  31. Martsinkevich G, Shchasnaya I, Usava I. Urban landscape as an object for study and assessment of urban space. The example of industrial cities in Belarus. Problemy Ekologii Krajobrazu. 2017;45:29–39.
  32. Avdan U, Jovanovska G. Algorithm for automated mapping of land surface temperature using Landsat 8 satellite data. Journal of Sensors. 2016:1480307. DOI: 10.1155/2016/1480307.
  33. Vodyanitskii YuN. Criteria of the technogenic nature of heavy metals and metalloids in soils: a review of publications. Eurasian Soil Science. 2009;42(9):1053–1061. DOI: 10.1134/S1064229309090130.
  34. Alloway BJ. Sources of heavy metals and metalloids in soils. In: Alloway BJ, editor. Heavy metals in soils. Trace metals and metalloids in soils and their bioavailability. 3rd edition. Dordrecht: Springer; 2013. p. 11–50 (Environmental pollution; volume 22). DOI: 10.1007/978-94-007-4470-7_2.
Опубликован
2021-12-28
Ключевые слова: урболандшафт, экологический риск, геохимический риск, тепловой риск, экосистемные услуги, оценка риска, управление риском
Поддерживающие организации Публикация подготовлена в рамках проекта № 1.26 государственной программы научных исследований «Природопользование и экология» (подпрограмма «Природные ресурсы и экологическая безопасность») на 2016–2020 гг.
Как цитировать
Марцинкевич, Г. И., Счастная, И. И., Карпиченко, А. А., & Воробьев, Д. С. (2021). Формирование и оценка экологических рисков урболандшафтов в промышленных городах Беларуси. Журнал Белорусского государственного университета. География. Геология, 2, 45-62. https://doi.org/10.33581/2521-6740-2021-2-45-62