Оценка степени антропогенных изменений компонентов природной среды

В системе мониторинга геологической среды важным моментом являются проблемы оценки существующих или возможных техногенных воздействия на геологическую среду.

Существующие схемы типизации техногенных воздействий разрабатываются в трех направлениях:

1. По видам хозяйственной деятельности

2. По набору определенных воздействий на конкретный компонент геологической среды

3. По комплексу параметров, отражающих природу воздействия.

Одним из главных вопросов в методике оценки воздействия на геологическую среду (ОВГС) является выбор и обоснования критериев для оценки изменений состояния геологической среды или просто – ее измененности.

Согласно В.А. Королеву (1995), все многообразие частных критерие ОВГС объединяется в пять групп:

1. Геохимические

Ими оценивается химическое, бактериологическое, механическое и радионуклидное техногенное загрязнение поверхностных и подземных вод, почв, пород зоны аэрации, искусственных грунтов и донных осадков).

2. Инженерно-геологические

Оценивается площадная и относительная пораженность исследуемой территории как природными, так и инженерно-геологическими процессами с расчетом соответствующего коэффициента пораженности.

Оценка степени пораженности территории экзогенными геологическими и инженерно-геологическими процессами (СНиП 2.01.15-90)

3. Гидрогеологические.

Используются для оценки скоростей техногенного изменения различных гидрогеологических процессов во времени.

-Глубины залегания уровня грунтовых вод.

-Размеры депрессионных воронок

-Качественный состав подземных вод

-Водопроницаемость и водопроводимость пород

-Минерализация подземных вод

-Взаимосвязь поверхностных и грунтовых вод

-Изменение пьезометрических уровней основных водоносных горизонтов

-Изменение (инверсия) речного стока и другие.

4) Геоморфологические

Включает характеристики, используемые для оценки степени измененности рельефа как элемента геологической среды, в том числе показатель скорости техногенного изменения рельефа.

5) Ресурсные

Включает оценку степени техногенной измененности природных ресурсов исследуемой территории) подземные и поверхностные воды, почвы и т.д.)

Методы и организация мониторинга

Методы и виды исследований

Методы исследований, необходимые для проведения мониторинга, определяются с учетом конкретных природно-территориальных комплексов (ПТК), ландшафтно-почвенных, геоморфологических, геохимических и других условий. Они могут включать результаты ранее проведенных геологических, инженерно-геологических, гидрогеологических и геохимических исследований.

Выполняется интерпретация результатов ранее проведенных исследований:

1. Дешифрирование космо- и аэроснимков

2. Аэрограмма-спектрометрической съемки

3. Геохимических исследований

4. Гидрогеологических

5. Инженерно-геологических

6. Гидрогеохимических

7. Гидролитогеохимических

Дешифрирование материалов аэрокосмических съемок (МАКС) позволить создать картографическую основу для выполнения мониторинга

Материалы аэрограмма-спектрометрической съемки (АГСС) – дают информацию о природной или техногенной зараженности изучаемой территории радиоактивными элементами или радионуклидами природго или искусственного происхождения, выявить ореолы загрязнения.

Результаты геохимических исследований позволят определить зону воздействия предприятий и установить перечень химических элементов и веществ, характерных дял данных производств.

Минералогические методы позволят в пробах изучить минеральный состав атмосферных выпадений, почв и установить присутствие техногенных составляющих, характерных для предприятий.

Радиографический метод (f-радиография) позволит установить пространственное распределение U-235 в изучаемых пробах.

Наряду с ранее полученными материалами, необходимо проводить дополнительные исследования, которые включают следующие виды исследвоаний:

1. Атмогеохимические

2. Ландшафтные

3. Литогеохимические

4. Геоботанические

5. Биологические

6. Медико-геохимические

7. Минералогические

8. Радиографические

Исследования при мониторинге начинаются с рекогносцировочного обследования района работа для идентификации установленных в ходе подготовительного периода специфических особенностей природной среды и воздействующих на нее техногенных нагрузок.

Атмогеохимические исследования

Предназначаются для изучения пылевой нагрузки и особенностей вещественного состава пылеаэрозольных выпадений изучаемой территории. Для этого отбираются пробы воздуха и снега.

Работы по отбору проб снега производятся обычно в конце зимы на профилях, ориентированных по направлению розы ветров, а также вкрест ее простирания. Пробы отбираются с учетом элементов рельефа и расположения источников загрязнения.

Гидрогеологические и гидрогеохимические исследования

Гидрогеологические исследования направлены на изучение гидрогеохимических и гидродинамических параметров и процессов, определяющих состояние и динамику поверхностной и подземной гидросферы.

При проведении гидрогеологических исследований особое внимание следует обратить на изучение защитных свойств пород аэрации путем определении их сорбционных параметров.

Гидролитогеохимические исследования

Гидролитогеохимические исследования характеризуются изучением донных отложений. Производится наряду с гидрогеохимическими исследованиями.

Пробы донных отложений отбираются непосредственно ниже сброса сточных вод из строго однородного руслового материала. На небольших водотоках (шириной до 2-5 м и глубиной до 0.5 – 1 м) пробы отбираются по площади выбранного участка русла. При опробовании крупных водотоков пробы отбираются у уреза воды, желательно в местах видимой аккумуляции твердого материала.

На участках потоков рассеяния с наиболее высокими содержаниями токсических элементов возможна организация полустационарных и стационарных створов, на которых проводятся режимные и сезонные наблюдения.

Ландшафтные исследования

Устанавливаются природные и антропогенные ландшафты на изучаемой территории. Выделяются элементарные ландшафты, ландшафтные звенья и местные ландшафты. Производится изучение геохимических особенностей в распределении химических элементов естественных и нарушенных ландшафтов.

При полевых ландшафтно-геохимических исследованиях необходимо:

1. Установить типы геохимических сопряжений в местных ландшафтах данной территории.

2. Установить достоверные внешние признаки в ландшафтах, которые могли бы служить надежным критерием для проведения границ между отдельными ландшафтами

3. Выявить внешние признаки геохимически редких, аномальных ландшафтов, обязанных выходам пород с повышенной минерализацией, и нанести эти участки на карту

4. Составить общую полевую ландшафтно-геохимическую схему обследуемой территории.

Литогеохимические исследования

Литогеохимические исследования позволят детально изучить почвенные разрезы, химический и минеральный состав почв и подстилающих материнских пород с определением первичных компонентов, различных новообразований, подвижных и валовых форм большого числа макро- и микрокомпонентов, радионуклидов и их изотопов, а так же фосфора, калия, азота, гумуса и других показателей.

Исследование почв предусматривается двумя методами согласно В.М. Фриланда (1972): а) исследование на комплексных профилях и б) исследования на ключевых участках.

Геоботанические исследования

Растения – чувствительный объект, позволяющий оценивать весь комплекс воздействий, характерный для данный территории в целом, поскольку они ассимилируют вещества и подвержены прямому воздействию одновременно из двух компонентов природной среды: из почвы и воздуха.

Изучают и травянистые растения и древесные

Установлено, что изменчивость внешнего облика растений, их размеров, формы и цвета листьев, цветов, характера кущения зависит от недостатка или избытка некоторых элементов.

Наряду с геоботаническим описанием проводятся и геохимические исследования растительности.

Биологические исследования

Для изучения животного мира перспективными объектами биологических исследований могут выступать пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие

-Птицы, как объекты для оценки здоровья среды, обладают рядом преимуществ: приуроченность развития птенцов к определенному локальному участку, большое экологическое разнообразие.

-Млекопитающие, находясь на вершине пищевых цепей, являются важным объектом для характеристики рассматриваемой экосистемы.

Медико-геохимические исследования

Состояние здоровья взрослого населения и подростков оценивается по официальным статистическим данным, в перечень видов болезней которых входят следующие:

-инфекционные и паразитарные

-злокачественные новообразования

-болезни эндокринной системы, нарушение обмена веществ и иммунитета

-болезни крови и кроветворных органов

-болезни системы кровообращения

-болезни органов дыхания

-пневмонии

-хронический бронхит, эмфизема

-бронхиальная астма

-болезни мочеполовой системы

-болезни кожи и подкожной клетчатки

-врожденные аномалии (пороки развития)

-прочие болезни

Наряду с общими статистическими данными заболеваний необходимо проводить геохимические исследования биосубстратов человека (волосы, ногти, кровь и др.).

Наблюдательные сети и программы мониторинга

Инвентаризационные наблюдения – проводятся достаточно редко, через длительный срок (один раз в год или в 2-3 года и более), для того чтобы либо оценить начальное состояние геологической среды, либо оценить многолетние изменения геологической среды.

Ретроспективные наблюдения (от слова «ретроспекция» - взгляд в прошлое, обращение к прошлому). По срокам и периодичности проведения ретроспективные наблюдения могут быть различными в зависимости от того, насколько велика скорость изменения того или иного элемента геологической среды.

Режимными стационарными наблюдениями называются наблюдения за динамикой процессов и явлений на наблюдательных стационарах (участках, точках, пунктах). Они отражают определенные временные (ежегодно, сезонные, ежемесячные, суточные и др.) колебания в системе наблюдаемых объектов и процессов.

Методические наблюдения направлены на совершенствования методов мониторинга или на создание новых. Методические наблюдения часто предшествуют режимным или ретроспективным для корректировки или уточнения программ наблюдений.

Наблюдательные сети в зависимости от масштаба исследований или ранга мониторинга геологической среды бывают детальные, локальные, региональные или национальные.