Губин В.Н., Ковалев А.А., Сладкопевцев С.А., Ясовеев М.Г. Экология геологической среды

Подождите немного. Документ загружается.

Региональный мониторинг является программой, в которой

функциональные подсистемы ориентированы на обеспечение

оптимального функционирования геологической среды на уровне

административной области или экономического района.

Локальный мониторинг решает сходные задачи в зоне влияния

крупных объектов инженерно-хозяйственной деятельности

(горнопромышленный комплекс, городская агломерация и т. д.).

Контроль состояния геологической среды на отдельных

репрезентативных участках, подверженных, например, экзогенным

процессам (оврагообразование, заболачивание и т. п.) в условиях

техногенеза, относится к детальному мониторингу.

6.2. ОСОБЕННОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ МОНИТОРИНГА

ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ

Постановка задач и разработка программ литомониторинга в

любом случае начинаются с определения объектов контроля и

выявления экологически значимых природных факторов, с которыми

связаны неблагоприятные или опасные явления (табл. 21). Это

позволяет выделить приоритетные объекты, которые целесообразно

включить в систему мониторинга. Как можно видеть на примере

северных районов Западной Сибири, среди значимых факторов

главную роль играют геологические, определяющие состояние

рельефа и верхних горизонтов литосферы.

Информация по источникам, ареалам и интенсивности

техногенного воздействия на геологическую среду (табл. 22 и 23) дает

возможность классифицировать объекты мониторинга по их типам,

категориям опасности и распространению. Это, в свою очередь,

служит основой для проектирования сети пунктов мониторинга, их

ранжирования по объектной принадлежности, целевому назначению,

режиму наблюдения и техническому обеспечению. Целесообразным

можно считать составление кадастров объектов и пунктов

мониторинга, а также их паспортизацию.

Важное место в литомониторинге занимает моделирование

геологической среды и протекающих в ней процессов на основе

создания информационных систем в виде баз (банков) данных.

Наличие ГИС позволяет оперативно решать различные задачи:

справочно-ин-

формационные; картосоставительные и графопостроительные

121

работы; проводить математическое, концептуальное и имитационное

мо-делирование.

122

Таблица 21

Природно-ландшафтная дифференциация северных территорий России (фрагмент)

123

Зонально-ландшафтные

области

Наиболее ценные

характеристики ландшафтов

Экологически значимые

природные факторы

Обь-Карская тундровая область

Аккумулятивно-морские

песчаные и песчано-

глинистые низменные

равнины:

а) в арктических тундрах

б) в типичных тундрах

в) в южных тундрах

Моренно-эрозионные

низменные равнины,

часто заболоченные:

а) в арктических тундрах

б) в типичных тундрах

в) в южных тундрах

Наличие ягельников;

места нереста ценных

промысловых рыб;

местообитания

промысловых животных

(песец, лисица)

Гнездовья

водоплавающей дичи

Лежбища морских

промысловых животных

Рыхлые породы,

подверженные водной и

ветровой эрозии; высокая

льдистость

многолетнемерзлых пород,

создающая опасность

термокарста и

термоэрозии; низкая

биопродуктивность;

затрудненный сток,

опасность аккумуляции

загрязняющих веществ

Обь-Тазовская тундрово-таежная область

Холмистые моренные

возвышенные равнины

с участками камов:

а) в типичных тундрах

б) в лесотундре

в) в северной и средней

тайге

Местообитания

промысловых животных

(белка, бурундук, соболь)

и птиц (глухарь, рябчик)

Повышенная активность

эрозионных процессов

Моренно-эрозионные

низменные равнины,

сильно заболоченные:

а) в лесотундре

б) в северной тайге

Торфяные залежи;

местообитания

промысловых рыб; места

распределения дикого

северного оленя

Затрудненный сток,

опасность аккумуляции

загрязняющих веществ

Зандровые низменные

равнины:

а) в северной тайге

б) в средней тайге

Наличие ягельников;

местообитания

промысловых рыб

Рыхлые породы,

подверженные водной и

ветровой эрозии;

пожароопасные типы

растительности

Древнеаллювиальные,

древнедельтовые,

аллювиально-зандровые

песчаные низменные

равнины:

а) в лесотундре

б) в северной тайге

Наличие ягельников;

местообитания

промысловых животных

(белка, бурундук, соболь)

и птиц (глухарь, рябчик)

Рыхлые породы,

подверженные водной и

ветровой эрозии;

пожароопасные типы

растительности

Северный Урал

Увалистые возвышенные

предгорья:

а) в тундре

б) в лесотундре

в) в северной тайге

Дикорастущие

(ягодники); живописные

ландшафты

Лавиноопасность;

каменистость грунтов;

опасность эрозии

124

Таблица 22

Размеры зон влияния объектов различных отраслей

горнодобывающей промышленности

Отрасли горнодобывающей промышленности

по добыче полезных ископаемых

Зона химического загрязнения, км

Руды цветных металлов:

свинцово-цинковые

медные

никелевые

ртутные

золотые

Железные руды

Уголь

Нефть и газ

Горючие сланцы

Сера

1–100

1–16

0,5–5,0

2,5–50,0

1,0–3,0

4,0–16,0

3,0–15,0

Таблица 23

Размеры зон влияния горнодобывающих предприятий

Источник или способ

воздействия

Размеры зоны влияния

площадные, км

линейные, км

Открытая разработка,

горнообогатительный комбинат

(ГОК), терриконы, хвостохранилища

0,1–100,0 0,1–20,0

Подземная скважинная и специальная

разработка, водопонижение

0,1–10000,0 –

Сбросы шахтных вод и ГОКов,

дражные и гидромониторные

способы разрушения пород

10,0–100,0 50,0–70,0

Закачка в недра реагентов, смешение

вод разных горизонтов

1,0–100,0 1,0–10,0

Как правило, информационная основа моделей геологической

среды представляется в виде блоков:

 блок информации о геологической, инженерно-геологической,

гидрогеологической изученности территории;

 блок информации, характеризующей естественноисторические

условия и факторы геологических процессов (геологические,

геоморфологические, гидрогеологические);

 блок информации о региональных и локальных закономерностях

геологических процессов, режимной сети, параметрах,

характеризующих механизм и динамику процессов;

125

 блок информации о техногенной нагрузке на геологическую

среду (техногенное воздействие в пределах природно-

технических геосистем).

Научно-практическое значение в литомониторинге имеет эколого-

геологическое прогнозирование. Подобный прогноз представляет

собой научно обоснованное приведение изменений состояния

геологической среды, вызванных геологическими,

гидрогеологическими, геохимическими, биологическими и другими

процессами. Прогнозы

делятся на вероятностные и детерминированные (причинно-след-

ственные), что зависит от количества и качества используемой

информации. Эта важнейшая процедура мониторинга базируется на

концепции трансформации информации, которой оперирует

исследователь, в концептуальное, логическое, картографическое или

математическое изображение. Отсюда следует, что на всем протяжении

контроля происходит разработка прогнозов, вначале качественных, а

затем и количественных и все более усложняющихся. Эколого-

геологические прогнозы рассматривают геологическую среду с точки

зрения выявления экологических ситуаций (региональных, локальных и

т. д.) в приповерхностной части литосферы.

При организации и ведении литомониторинга задачи и состав

исследований будут различаться в зависимости от степени

трансформации геологической среды. Структура мониторинга,

например, территорий расположения бывших военных объектов

предусматривает решение следующих основных задач:

 оценка экологического состояния почв, подземного пространства

и водоносных горизонтов;

 оценка риска для здоровья населения и природных комплексов

экологических дестабилизаций.

Особую опасность для окружающей среды и источников

водоснабжения представляет загрязнение грунтов и подземных вод

радиоизотопами и тяжелыми металлами различного происхождения, а

также нефтепродуктами и топливом для военной техники (керосин,

бензин и специальные присадки). Нефтепродукты могут достигать

уровня подземных вод, загрязнять и тем самым выводить из строя

источники водоснабжения.

В Беларуси проведено комплексное экологическое обследование

территории военного городка вблизи д. Костени Поставского района,

где ранее базировалась российская дивизия РВСН. Обследованы

126

районы размещения и других военных объектов. Результаты

исследований свидетельствуют о сильном загрязнении почв и

грунтовых вод тяжелыми металлами и нефтепродуктами.

На территориях размещения бывших военных объектов оптимальна

следующая схема проведения мониторинга геологической среды:

 бурение зондировочных скважин вокруг и в пределах

экологических объектов;

 бурение гидрогеологических скважин в зонах влияния опасных

объектов в целях установления характера и масштабов

загрязнения;

 горно-проходческие работы в целях уточнения характера

загрязнения и захоронений, отбора проб и образцов;

 опытные гидрогеологические работы в местах интенсивного

загрязнения подземного пространства;

 лабораторные исследования грунтов и подземных вод в целях

установления органических загрязнителей, компонентов и

окислителей ракетных топлив, тяжелых металлов,

хлоруглеродов, керосинов, полиароматических углеводородов,

полихлорбифенилов, бензолов, толуолов, ксилолов, меланжа,

гептилов, саминов, изотонитов, амидолов, амилов и др. (всего

около 20 наименований); тяжелых металлов – цинка, свинца,

кадмия, ртути, меди, хрома, цианидов, нитратов, фтора, иода,

мышьяка, сурьмы, германия и т. д. (всего более 15

наименований).

Иная структура эколого-геологического мониторинга при

изучении экологического состояния особо охраняемых

территорий (национальные парки, заповедники, заказники).

Так, при проведении такого мониторинга на территории

национальных парков «Беловежская пуща», «Браславские

озера» и других целесообразно решение следующих задач:

 модификация методики эколого-геологических исследований

применительно к условиям особо охраняемых территорий;

 проведение комплексного анализа геолого-геофизических,

гидрогеологических, гидродинамических, гидрогеохимических и

других условий в пределах национальных парков и буферных

зон;

 анализ результатов многолетних режимных наблюдений

(уровенные, температурные и гидрохимические параметры) на

территории парков и по возможности на прилегающих участках;

127

 построение гидрогеологических карт и схем грунтового

водоносного горизонта и первого от поверхности горизонта

напорных вод;

 оценка масштабов и роли процессов техногенного воздействия

на состояние подземных вод;

 разработка комплекса рекомендаций оптимального режима

водохозяйственного использования ресурсов подземной

гидросферы;

 разработка эколого-геологических национальных парков.

В геоэкологическом отношении Беларусь (наряду с Украиной и

европейской частью России) является одним из неблагополучных

регионов Восточной Европы. Техногенная нагрузка отдельных

отраслей промышленности (различные виды загрязнений),

усугубленная последствиями катастрофы на ЧАЭС, в будущем может

привести к несбалансированному развитию хозяйственного комплекса

страны и необратимым изменениям экологической ситуации в худшую

сторону. В связи с этим особую актуальность приобретает мониторинг

геологической среды, позволяющий оценить состояние и выполнить

прогноз возможных изменений горных пород, почв, подземных вод и

других природных компонентов, определяющих развитие биоты и

человека.

Важнейшим регионом для организации эколого-геологического

мониторинга является центральная часть Белорусского Полесья. Здесь

осуществляется интенсивная добыча калийных солей, освоено

производство поваренной соли, разведано Любанское месторождение

горючих сланцев, действует Микашевичское месторождение

строительного камня, подготовлены разведкой Житковичское и

Бриневское месторождения бурого угля. Кроме того, на данной

территории открыты весьма перспективные месторождения каменной

соли (Петриковское и Октябрьское), в районе Турова разведано

месторождение горючих сланцев. В южной части региона расположены

действующий карьер «Надежда» по добыче облицовочного камня, а

также Тонежское месторождение бурых углей. Имеются весьма

обоснованные предпосылки для того, что в ближайшем будущем эта

часть Белорусского Полесья станет территорией интенсивной

трансформации геологической среды под влиянием добычи и

переработки полезных ископаемых. Поэтому уже сегодня необходимо

комплексно оценить степень воздействия на геологическую среду

эксплуатируемых месторождений, чтобы избежать многих негативных

128

последствий, связанных с планируемой разработкой перспективных

месторождений полезных ископаемых.

129

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На рубеже столетий можно с уверенностью утверждать, что

деятельность человека стала глобальным фактором, изменившим облик

нашей планеты. Проникая в недра Земли и используя их для своих

разнообразных нужд (добыча полезных ископаемых, строительство

подземных объектов и сооружений, фундаментов зданий и т. д.),

человек изменяет все компоненты природы. Особенно велико

техногенное воздействие на геологическую среду, резко усилившееся

во второй половине ХХ в. Антропогенный прессинг во многих случаях

приводит к необратимым экологическим последствиям, а масштабы

техногенеза стали сопоставимы с размерами и характером проявления

глобальных процессов на Земле.

Особую актуальность геоэкологические проблемы приобретают в

Республике Беларусь. В этом регионе отмечаются негативные

трансформации геологической среды, вызванные промышленным,

коммунально-бытовым и сельскохозяйственным загрязнением

подземных вод, широкомасштабной мелиорацией земель,

радиоактивным загрязнением местности в связи с катастрофой на

Чернобыльской АЭС, разработкой месторождений полезных

ископаемых (калийные соли, нефть, торф, строительное минеральное

сырье и др.), сооружением промкомплексов, гидромелиоративных

объектов и др. Для решения проблем геоэкологии, рационального

недропользования и планирования мероприятий по охране

геологической среды, несомненно, важно проведение на территории

Беларуси эколого-геологических исследований.

Настоящая работа является первым в республике учебным

пособием, освещающим методические вопросы изучения состояния и

изменений геологической среды в условиях техногенеза. Пособие

позволит студентам геолого-географических специальностей овладеть

навыками экологической оценки главнейших компонентов литосферы,

играющих важную роль в развитии биосферы и человеческого

общества. Учебное пособие может быть также полезно для

130