Геоэкологические основы построения системы оперативного обнаружения аварийных нефтеразливов в водной среде Санкт-Петербурга тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.36, кандидат географических наук Голубев, Дмитрий Алексеевич

  • Голубев, Дмитрий Алексеевич
  • кандидат географических науккандидат географических наук
  • 2002, Санкт-Петербург
  • Специальность ВАК РФ25.00.36
  • Количество страниц 125
Голубев, Дмитрий Алексеевич. Геоэкологические основы построения системы оперативного обнаружения аварийных нефтеразливов в водной среде Санкт-Петербурга: дис. кандидат географических наук: 25.00.36 - Геоэкология. Санкт-Петербург. 2002. 125 с.

Оглавление диссертации кандидат географических наук Голубев, Дмитрий Алексеевич

Введение.

1. Эколого-географические особенности Невы, влияющие на характер нефтеразливов и функционирование системы их оперативного обнаружения.

1.1. Анализ возможных нефтеразливов в водной среде Санкт-Петербурга.

1.2. Характер нефтеразливов и их воздействие на окружающую среду.

1.3. Эколого-географические особенности водной экосистемы Невы.

1.4. Влияние водной среды Невы на функционирование системы оперативного обнаружения нефтеразливов.

2. Методы идентификации нефтяного загрязнения.

2.1. Контактные методы определения нефтепродуктов в воде.

2.2. Дистанционные методы обнаружения нефтепродуктов.

2.3. Методы прогноза развития аварийной ситуации при нефтеразливах.

3. Система оперативного обнаружения аварийных нефтеразливов.

3.1. Автоматизированная система по обнаружению и отслеживанию аварийной ситуации при нефтеразливах.

3.2. Структура системы оперативного обнаружения аварийных нефтеразливов в районе Ладожского моста на реке Неве.

3.3. Планы операций по ликвидации аварийных разливов нефтепродуктов на акватории, суше и в береговой зоне.

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Геоэкология», 25.00.36 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Геоэкологические основы построения системы оперативного обнаружения аварийных нефтеразливов в водной среде Санкт-Петербурга»

Актуальность темы исследования. В настоящее время в Санкт-Петербурге создалась достаточно серьезная обстановка, связанная с ростом числа и масштабов аварийных разливов нефтепродуктов (нефтеразливов). Так, только за последние годы произошли разливы нескольких сотен тонн различных нефтепродуктов в водной системе вблизи города, в том числе в Кронштадте, под Всеволожском, в районе Ивановских порогов, в юго-западных районах Ладожского озера и т.д. Крупная экологическая катастрофа на Неве в районе Санкт-Петербурга произошла осенью 1999 года, когда севший на мель танкер «Нефтерудовоз-7» потерял около 70 тонн тяжелого мазута. Эти инциденты негативного воздействовали на окружающую среду, создавали угрозу городским коммуникациям, водозаборам, и, в конечном счете, здоровью жителей города.

Планы строительства и реконструкции портовых комплексов в городе и области, рост объемов перевозок нефтепродуктов по водной системе «Финский залив - река Нева - Ладожское озеро» резко увеличат риск аварийного воздействия на окружающую среду города уже в ближайшие годы. Это делает необходимым срочное осуществление практических мер, направленных на обеспечение экологической безопасности Санкт-Петербурга.

Вместе с тем, в настоящее время отсутствует автоматизированная сеть наблюдений и контроля за качеством воды в Неве, существующая система мониторинга морально и физически устарела и не отвечает современным требованиям обеспечения экологической безопасности города в отношении загрязнения нефтепродуктами. Поэтому одной из первоочередных мер природоохранной деятельности в Санкт-Петербурге является создание автоматизированной системы выявления нефтяных загрязнений и оповещения специализированных служб города о загрязнении акватории нефтепродуктами, что позволит принять адекватные меры по экстренному устранению нефтеразливов и свести к минимуму экологический и экономический ущерб.

Эффективность такой автоматизированной системы для раннего обнаружения аварийных разливов нефтепродуктов может быть обеспечена только при условии, что она основывается на знании и использовании эколого-географических особенностей Невы, которые влияют на характер нефтеразливов и функционирование системы их оперативного обнаружения, учитывает возможные источники, типы нефтепродуктов и объемы вероятных загрязнений, а также применяет современные средства индикации нефтезагрязнений, передачи и обработки поступающей информации, отслеживания негативных процессов в реальном масштабе времени. Соответствующие исследования, проведеные в настоящей диссертации, и направлены на решение этой актуальной научной задачи.

Цель и задачи исследования. Главная цель диссертационной работы заключалась в исследовании геоэкологических особенностей Невы, влияющих на характер нефтеразливов и функционирование автоматизированной системы выявления и оповещения специализированных служб Санкт-Петербурга о загрязнении нефтепродуктами, и в обосновании на этой основе требований по созданию системы оперативного обнаружения аварийных нефтеразливов в водной среде города.

Для достижения поставленной цели решались следующие научные задачи:

Исследование геоэкологических особенностей р.Невы, ее истока, устья, а также прилегающих частей Ладожского озера и Финского залива;

Анализ характера нефтеразливов на различных акваториях и их влияние на гидробиологические и экологические показатели проточных водоемов;

Сравнительный анализ и выбор методов обнаружения и регистрации нефтезагрязнений; 5

• Обоснование и разработка требований к системе нефтеэкологического мониторинга и обнаружения нефтезагрязнений.

Научная новизна. В диссертационной работе впервые на основе выявления пространственно-временных закономерностей нефтезагрязнений и геоэкологических особенностей водной среды Санкт-Петербурга разработаны основы системы нефтеэкологического мониторинга и требования по созданию автоматизированной системы выявления и оповещения специализированных служб города о загрязнении нефтепродуктами, заключающиеся в:

• Обосновании приоритетных зон защиты водной среды Санкт-Петербурга от нефтеразливов;

• Выборе методов идентификации нефтезагрязнений;

• Разработке методов прогнозирования и предупреждения аварийных ситуаций;

• Создания механизма управления функционированием системы нефтеэкологического мониторинга и оперативного обнаружения нефтеразливов.

В диссертации на качественно новом научном уровне проведен анализ характера нефтеразливов в водной среде Санкт-Петербурга, выявлены эколого-географические особенности водной экосистемы Невы, влияющие на функционирование системы раннего обнаружения нефтеразивов, оценены методы идентификации нефтяного загрязнения, предложена структура системы оперативного обнаружения аварийных разливов нефтепродуктов в водной среде Санкт-Петербурга.

Учитывая междисциплинарный характер исследования, для решения поставленных научных задач привлечен широкий спектр методологических и методических подходов, имеющих прямое отношение к геоэкологии.

Собранные материалы по водной системе Санкт-Петербурга и нефтеразливам репрезентативны и в наиболее полной мере охватывают 6 пространственно-временную изменчивость компонентов экосистемы в бассейне реки Невы.

Практическая значимость исследования состоит в том, что управляющие инстанции природоохранной деятельности в Санкт-Петербурге и специализированные службы, используя результаты диссертационной работы и реализовав указанные в ней практические рекомендации, имеют возможность получать оперативную информацию о нефтеразливах и на этой основе оптимально распределять усилия по ликвидации нефтезагрязнений.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на научно-практической конференции «Балтийский регион России: концепция природопользования» (Санкт-Петербург, 24 мая 2001г.), региональной научно-практической конференции «Влияние антропогенного воздействия на здоровье населения и качество окружающей среды» (Санкт-Петербург, 10 сентября 2001г.), Российско-Нидерландской конференции «Решение экологических проблем на Северо-Западе России» (Санкт-Петербург, 2426 сентября 2001г.), научной конференции «Основные направления деятельности Администрации Санкт-Петербурга по вопросам охраны окружающей среды и обеспечению экологической безопасности на период 2003-2007гг.» (Санкт-Петербург, февраль 2002г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ общим объемом около 5.4 печ. л.

Объем и структура работы. Диссертационная работа объемом 125 страниц машинописного текста состоит из введения, трех глав и заключения. Она содержит 10 таблиц, 16 рисунков, список литературы из 76 наименований.

Похожие диссертационные работы по специальности «Геоэкология», 25.00.36 шифр ВАК

Заключение диссертации по теме «Геоэкология», Голубев, Дмитрий Алексеевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализ возможных нефтеразливов в водной среде Санкт-Петербурга показал, что основная опасность аварийных и хронических нефтезагрязнений связана с судоходством и хозяйственной и иной деятельностью промышленных предприятий и организаций города. Выявлено, что важным звеном системы ликвидации последствий таких чрезвычайных ситуаций является автоматизированная система оперативного (раннего) обнаружения аварийных нефтеразливов на Неве и ее притоках, то есть по существу нефтеэкологический мониторинг в реальном масштабе времени. Он должен решать следующие основные задачи: своевременно выявлять и незамедлительно передавать информацию органам управления, оперативно прогнозировать ожидаемые изменения в характере распространения нефтезагрязнений, выдавать необходимые рекомендации для управляющих инстанций. Необходимым условием построения и последующего эффективного использования подобной автоматизированной системы является единый организационно-информационный, научно-методический и технико-технологический подход с учетом показанной в диссертационной работе зависимости от геоэкологических особенностей водной экосистемы Невы и характера нефтеразливов. Результаты проведенных исследований представляют собой решение этой актуальной по определению научной задачи, что позволяет сделать следующие выводы и рекомендации:

1. В диссертации разработаны геоэкологические основы построения системы нефтеэкологического мониторинга, заключающиеся в создании системы оперативного (раннего) обнаружения нефтезагрязнений в учетом разнообразных геоэкологических условий водной среды Санкт-Петербурга и антропогенных воздействий на городские акватории.

2. Создание автоматизированной системы оперативного обнаружения аварийных нефтеразливов в водной среде Санкт-Петербурга имеет

117 огромное значение для сокращения времени подхода нефтесобирающих судов первого броска к месту разлива и начала работ по локализации, ограничению распространения и ликвидации нефтяного пятна. В оптимальных условиях оно не должно превышать 1-2 часов.

3. При построении автоматизированной системы оперативного обнаружения аварийных нефтеразливов необходимо охватить разнообразные геоэкологические условия среды Санкт-петербурга, а также весь спектр антропогенного воздействия на ее экосистему.

4. Функционирование такой автоматизированной системы существенно зависит от методов идентификации нефтяных загрязнений. Реализация действующего в реальном масштабе времени нефтеэкологического мониторинга возможна в сочетании современных дистанционных и контактных методов, а также с учетом геоэкологических особенностей водной среды Санкт-Петербурга.

5. Оперативную информацию о факте аварийного или нелегального выброса нефтепродуктов и его характера позволяют получать прежде всего дистанционные методы обнаружения нефтяных загрязнений, приборная база которых может устанавливаться на стационарных сооружениях (например, в пролетах мостов через Неву).

6. С целью обоснования выбора местоположения автоматизированной системы раннего обнаружения нефтеразливов выделены шесть приоритетных зон защиты с находящимися внутри них объектами, экологическая безопасность которых при нефтезагрязнениях особенно важна.

7. Расположение основных элементов в этой системе контроля может быть следующим: лидарные установки - Троицкий мост и железнодорожный мост им.Володарского (или здание Российского государственного гидрометеорологического университета); автоматизированных станций контроля (на основе контактных методов) - в местах водозаборов, санитарных зон и заповедных районов.

118

8. Предложенная в диссертационной работе структура системы оперативного обнаружения нефтеразливов в районе Ладожского моста на реке Неве может быть распространена и на другие автоматизированные элементы в системе контроля нефтезагрязнений.

9. В практическом отношении автоматизированная система оперативного обнаружения имеет важнейшее значения для Плана ЛАРН, который предназначен для обеспечения экологической безопасности водной системы Санкт-Петербурга от аварийных разливов нефти и нефтепродуктов.

119

Список литературы диссертационного исследования кандидат географических наук Голубев, Дмитрий Алексеевич, 2002 год

1. Алимов А.Ф. Донная фауна реки Невы // Загрязнение и самоочищение реки Невы. Труды Зоологического института АН СССР. Л.: 1968, том 45, с.211-232.

2. Антонов А.Е. Климатология экстраординарных невских наводнений и их прогнозирование. СПб.: Гидрметеоиздат, 2001. 96с.

3. Байерман К. Определение следов количеств органических веществ. М.:1987.-429с.

4. Богородский В.В., Кропоткин М.А. Влияние нефтяных загрязнений на процессы, происходящие в водных бассейнах II Водные ресурсы, 1984, том 11, с.161-168.

5. Богородский В.В., Кропоткин М.А., Шевелева Т.Ю. Методы и техника обнаружения нефтяных загрязнений вод. Л.: Гидрметеоиздат, 1975. — 24с.

6. Власов А.В. Борьба с потерями нефтепродуктов при транспортировании и хранении (анализ и оценка потерь). М.: ЦНИИТЭНефтехим, 1994. -50с.

7. Влияние антропогенного воздействия на здоровье населения и качество окружающей среды. Материалы региональной научно-практической конференции. СПб.: НИИхимии СПб., ГУ, 2001. 44с.

8. Восстановление нефтезагрязненных почвенных экосистем. М.: Наука,1988.- 156с.

9. Геоэкология Ладожского озера. СПб.: ВНИИокеанология, 1995. 209с. Ю.Герлах А.С. Загрязнение морей. Диагноз и терапия. Пер. с англ. Л.:

10. Голубев Д.А. План операций по ликвидации аварийных разливов нефтепродуктов на суше и береговой полосе // Охрана окружающей среды, природопользования и обеспечения экологической безопасности в Санкт-Петербурге 2001 году, СПб.: 2002, с.357-360.

11. Гольдберг В.М., Путилина B.C. Процессы самоочищения поверхностных вод от нефтяного загрязнения // Геоэкологические исследования и охрана недр. Обзорная информация. М.: Геоинформмарк, 1996, вып.2. 19с.

12. Гумеров Р.С., Абзалов Р.З., Мамлеев Р.А. Борьба с нефтяными загрязнениями окружающей среды. Обзорная информация // Нефтяная промышленность. Серия «Борьба с коррозией и защита окружающей среды», М,: ВНИИОЭНГ, 1987, вып.6. 55с.

13. Динамика и прогноз загрязнения океанических вод. Т.1. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 145с.

14. Дистанционное зондирование: количественный подход. М.: Недра, 1983.-410с.

15. Знаменский В.А. Экологическая безопасность водной системы Санкт-Петербурга. СПб.: НИИхимии СпбГУ, 2000. 120с.

16. Зурабян А.З. Оптический метод дистанционного измерения толщины нефтяной пленки на поверхности водоема // Оптический журнал, 1998, том 65, № 11, с.67-70.

17. Зурабян А.З., Семенов В.В. Использование лазерной локации для обнаружения нефтяных пленок на водной поверхности // Разведка и охрана недр, 2001, № 9, с.29-32.121

18. Зурабян А.З., Тибилов А.С., Яковлев В.А., Журенков А .Г. Корабельный оптический индикатор нефтяных загрязнений водной поверхности // Оптический журнал, 1977, № 8, с.87-89.

19. Измайлов В.В. Трансформация нефтяных пленок в системе океан лед- атмосфера. Д.: Гидрметеоиздат, 1988. 145с.

20. Израэль Ю.А., Цыбань А.В. Антропогенная экология океана. JL: Гидрометеоиздат, 1989. 528с.

21. Инструкция по идентификации источника загрязнения водного объекта нефтью. Приказ Минприроды РФ от 2 августа 1994г. № 241.

22. Карабашев Г.С. Флуоресцентные методы в исследованиях и освоении океана (обзор)//Океанология, 1996, т.36.2, с. 165-172.

23. Кондратьев К.Я., Бузников А.А., Покровский О.М. Глобальная экология: дистанционное зондирование // Итоги науки и техники. Атмосфера, океан космос. Программа «Разрезы». М.: ВИНИТИ, 1992, т.14. -308с.

24. Кондратьев К.Я., Мелентьев В.В., Назаркин В.А. Космическая дистанционная индикация акваторий и водосборов (микроволновые методы). СПб.: Гидрометеоиздат, 1992. 248с.

25. Кондратьев К.Я., Поздняков Д.В. Дистанционные методы слежения за качеством природных вод. JL: Гидрометеоиздат, 1985. 30с.

26. Котова Л.А. К вопросу о принципах построения комплексной системы контроля нефтяных загрязнений в водной среде. СПб.: СпбГУ, 1997. -18с.

27. Котова Л.А. Комплексный метод исследований нефтяных загрязнений водной среды. Автореферат кандидат диссертации. СПб.: СПбГУ, 1997.- 16с.

28. Коэффициенты скорости самоочищения речных вод от некоторых загрязняющих веществ // Гидрохимические материалы. Л.: Гидрометеоиздат, 1989, T.XCV. 312с.122

29. Кропоткин М.А., Шевелева Т.Ю. Лазерная локация нефтяных загрязнений вод // В сб. «Оптические методы изучения океанов и внутренних водоемов. Новосибирск, Наука, 1979, с. 188.

30. Кудерский Л.А., Румянцев В.А., Драбкова В.Г. Экологическое состояние водной системы Онежское озеро Ладожское озеро - река Нева - Финский залив в конце XXI века. СПб.: ИНОЗ РАН, 2002. - 78с.

31. Международный опыт борьбы с разливами нефти. М.: ИЦОС, 1997. -140с.

32. Межерис Р. Лазерное дистанционное зондирование. М.: Мир, 1987. -128с.

33. Миронов О.Г. Взаимодействие морских организмов с нефтяными углеводородами. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. 127с.

34. Митник Л.М. Физические основы дистанционного зондирования окружающей среды. Л.: ЛПИ, 1977. 57с.

35. Моделирование процессов самоочищения вод шельфовой зоны моря. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. 230с.

36. Мониторинг природы и общества. Теоретические и прикладные аспекты. СПб.: НИИхимии СПбГУ, 2001. 136с.

37. Назаров И.М., Николаев А.Н., Фридман Ш.Д. Основы дистанционных методов мониторинга загрязнения природной среды. Л.: Гидрометеоиздат, 1983.

38. Невская губа: Гидробиологические исследования. Л.: Наука, 1987. -216с.

39. Нежиховский Р.А. Вопросы гидрологии реки Невы и Невской губы. Л.: Гидрометеоиздат, 1988.-224с.

40. Нежиховский Р.А. Река Нева. Л.: Гидрометеоиздат, 1973. 191с.

41. Нежиховский Р.А. Река Нева и Невская губа. Л.: Гидрометеоиздат, 1981.-109с.

42. Опекунов А.Ю. Экологическое нормирование. СПб.: ВНИИокеангеология, 2001. 216с.123

43. Оптические методы изучения океанов и внутренних водоемов. Новосибирск: Наука, 1979. 218с.

44. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 1998 году. СПб.: «Сезам», 1999. 543с.

45. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 2000 году. СПб.: «Сезам», 2001.-452с.

46. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 2001 году. СПб.: «Сезам», 2002. 452с.

47. Пиковский Ю.И. Природные и техногенные потоки углеводородов в окружающей среде. М.: МГУ, 1993. 207с.

48. Платпира В. Биологические последствия нефтяного загрязнения // Проблемы фонового мониторинга состояния природной среды. Л.: Гидрометеоиздат, 1988, вып.6, с.210-219.

49. Постановление Правительства РФ «О неотложных мерах по предупреждению и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов» № 613 от 21.08.2000г.

50. Потапов А.И., Черкасов В.Н. Лазерные методы дистанционного контроля водной среды. СПб.: Гидрометеоиздат, 1993. 85с.

51. Проблемы геоэкологии акваторий и побережий. СПб.: 1991. 210с.

52. Роев Г.А. Очистные сооружения // Охрана окружающей среды. М.: Недра, 1993.-287с.

53. Розанова Е.П. Использование углеводородов микроорганизмами // Успехи микробиологии, 1965, № 4, с.61-72.

54. Сафьянов Г.А. Эстуарии. М.: Мысль, 1987. 189с.

55. Сборник рекомендаций Хельсинской Комиссии. Справочно-методическое пособие. СПб.: ООО «Экология Бизнес Информатика», 2001.-480с.124

56. Синельников В.Е. Механизм самоочищения водоемов. М.: Стройиздат, 1980.- 109с.

57. Состояние и комплексный мониторинг природной среды и климата. Пределы изменений. М.: Наука, 2001. 242с.

58. Состояние окружающей природной среды на административной границе между Санкт-Петербургом и Ленинградской областью. СПб., Крисас+, 2001.-44с.

59. Техногенное загрязнение природных вод углеводородами и его экологические последствия. М.: Наука, 2001. 125с.

60. Тысячнюк М.С., Станиславская Е.В. Методы геоэкологических исследований водных экосистем. СПб.: НИИхимии СПбГУ, 1998. -128с.

61. Фрумин Г.Т. Оценка состояния водных объектов и экологическое нормирование. СПб.: 1998. -96с.

62. Хранович И.Л. Управление водными ресурсами. Потоковые модели. М.: Научный мир, 2001. 296с.

63. Шикломанов И.А. Влияние хозяйственной деятельности на речной сток. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 230с.

64. Шилин Б.В., Молодчинин И.А. Контроль состояния окружающей среды тепловой аэросъемкой. М.: Недра, 1992. 65с.

65. Экодинамика и экологический мониторинг Санкт-Петербургского региона в контексте глобальных изменений. СПб.: Наука, 1996. 442с.

66. Экологическая безопасность, устойчивое развитие и природоохранные проблемы (Серия «Безопасность России. Правовые, социально-экономические и научно-технические аспекты»). М.: МГФ «Знание», 1999.-704с.

67. Экологические проблемы Северо-Запада России и пути их решения. СПб.: ЗАО «Виктория Специальная литература», 1997. - 528с.

68. Экологическое состояние водоемов и водотоков бассейна реки Невы. СПб.: Научный центр РАН, 1996. 225с.125

69. Chapell E.W., Funk M.W., Newcomb /.W. Laser-induced fluorescance of green plants 11 Appl. Opt., 1985, Vol.24, № 1, p.74-80.

70. Cottmill K. Owners count the cost of oil spills // Petroleum Economist, 1992, VIII, p. 14-15/

71. Johannessen Ola M. At el. SAR surveillance of ocean surface sliks // Proc. Of the Second Applications Workshop. London, UK, 6-8 December 1995, p. 187-192.

72. Thompson S., Eglington G. Compositon and sources of pollutant hydrocarbons in the Severn Estuary. Mar Pollut Bull 9, 1978, p.133-136.

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.