Стурман В.И. Экологическое картографирование

Подождите немного. Документ загружается.

Таблица

Изменения уровня шума

увеличением расстояния

от автомагистрали

Начальный

уровень

шума,

[ЭБ]

Уровни шума

[ЭБ

на расстоянии,

Начальный

уровень

шума,

[ЭБ]

50 75

100 125 150 175

200

225

250

275

300

67,5 67 66

65,7

65 64

63,5

62 61,7

73 70 68 66 65

62,5 62

60,7

65 64 63 62

61,5

65 63

59,5

57,7 57

68 65

58 57,5

55,7

65 62 60 58

56 55

54,5

53 52,7 52

4.3-3.

Картографирование электромагнитных

полей

Картографирование электромагнитных полей

не

приобрело пока

значительного распространения. Хотя уровни напряженности элект-

рических

электромагнитных полей являются предметом гигиени-

ческой регламентации [133], публикации

по

методике составления

соответствующих карт единичны.

На

карте электромагнитных полей

в Экологическом атласе Санкт-Петербурга

[169]

(едва

ли не

первой

такого рода) способом линейных знаков изображены примерные

значения электромагнитных полей вдоль городских улиц, т.е.

на

оце-

ночном уровне охарактеризовано лишь воздействие воздушных

ли-

ний электропередач. Подобная методика реализована также

Эко-

логическом атласе Тольятти. Для локальных источников электромаг-

нитных полей (радио-

телепередатчики, локаторы) показывается

окружающая зона (сектор),

пределах которой

при

работе источни-

ков превышаются гигиенические стандарты (рис.

23) и

иногда коли-

чественные характеристики напряженности.

Характеристики физического загрязнения

на

специализирован-

ных картах принято изображать

соответствующих единицах изме-

рения:

дБ, В/м

мкр/ч, Ки/км

При

интеграции физических харак-

теристик

суммарные показатели антропогенной нагрузки требует-

ся нормирование фактических уровней

на

предельно допустимые,

т.е.

переход

долям соответствующих ПДУ. Объединение

одном

показателе разных видов физических полей

не

практикуется.

Рис.

23.

Изображение

зон

электромагнитного загрязнения

от

радиопе-

редающих устройств

районе аэропорта

г.

Саратова

[60]

4.4.

Картографирование загрязнения почв

и других депонирующих

сред

4.4.1.

Задачи изучения загрязнения почв

Проблема загрязнения почв имеет широкое распространение,

особенно

промышленно развитых странах. Загрязняющие веще-

ства способны сохраняться

почвах многие годы

десятилетия,

создавая непосредственную угрозу здоровью населения. Наличие

остаточного загрязнения

на

месте старых промышленных зон, скла-

дов,

свалок часто становится причиной конфликтных ситуаций

при

жилищном строительстве

рекреационном освоении территорий,

при сделках

недвижимостью. Поэтому

настоящее время

норма-

тивных документах

по

инженерно-экологическим изысканиям

[138]

предусмотрено обязательное определение показателей загрязнения

почв тяжелыми металлами, ввиду их индикационного значения. В слу-

чаях когда

их

концентрации

не

превышают фоновых, исследования

на предмет других видов загрязнения

не

проводят.

Загрязнение почв исследуется

двух аспектах:

•

как

самостоятельная экологическая проблема;

•

как

индикатор общего экологического неблагополучия тер-

риторий.

Загрязнение почв

как

самостоятельная экологическая пробле-

ма изучается выборочно,

где

имеются основания ожидать высо-

ких уровней содержания

тех или

иных специфических веществ,

как правило, высоких классов опасности (радионуклидов, пести-

цидов,

ПАУ и др.).

Такие исследования обычно проводятся

на

ограниченных площадях,

они

отличаются высокой детальностью

(масштабы

от 1:10

ООО

до

1:500)

имеют целью удаление

захо-

ронение выявленных скоплений веществ, представляющих непос-

редственную опасность.

По

окончании работ

по

очистке организу-

ют повторные обследования

целях контроля.

Исследования загрязнения почв, направленные

на

сравнитель-

ную оценку общего уровня экологического неблагополучия терри-

торий (эколого-геохимические съемки), проводятся

крупных

средних масштабах

(от 1:200 000 до 1:10 000) и

охватывают терри-

тории городов

и их

частей,

а в

отдельных случаях целых регионов.

4.4.2.

Методика эколого-геохимической съемки

Методика эколого-геохимической съемки была разработана

России

80-е годы XX в. [34]. При этом была успешно использова-

на приборная

нормативно-методическая база, ранее применяв-

шаяся

при

геологических съемках

поисках месторождений руд-

ных полезных ископаемых (лито-геохимические исследования).

Наибольшее внимание

при

эколого-геохимических съемках обыч-

но уделяется тяжелым металлам.

Это

обусловлено широким рас-

пространением

индикационным значением данного вида

за-

грязнения,

также наличием хорошо отработанных

достаточно

дешевых аналитических методов (преимущественно спектральных),

позволяющих определять концентрации нескольких

(до 30-40)

элементов одновременно. Составными частями эколого-геохими-

ческих съемок являются: отбор проб, аналитическая обработка,

ин-

терпретация результатов

составление карт.

• Отбор проб проводится

площадок размером

10 х 10 м, по

«конверту»,

т.е. для

осреднения

по

площадке каждая проба должна

состоять

из

кусочков грунта, отобранных

по

углам

и в

центре. Опро-

бованию обычно подлежит верхний десятисантиметровый слой;

для

районов распространения дерново-подзолистых почв — пятисанти-

метровый.

При

этом плотность опробования определяется масшта-

бом работ

может составлять

от

менее

до 50—100

проб

на

км

Выбор мест опробования определяется задачами исследования.

В некоторых случаях (преимущественно

вне

городской застройки

либо

при

инженерно-экологических изысканиях

на

площадках раз-

мещения проектируемых объектов) используются геометрически

правильные сетки заданного размера. В условиях плотной город-

ской застройки такая методика неосуществима, местность подвер-

жена быстрым изменениям, и выбор мест опробования целесооб-

разно проводить непосредственно при выполнении маршрута. При

этом рекомендуется опробовать:

• характерные точки в замкнутых и полузамкнутых простран-

ствах дворов, в скверах и на газонах, т.е. там, где существу-

ют благоприятные условия для длительного накопления

атмосферных выпадений;

• места с наиболее высокой вероятностью нахождения опас-

ных веществ: несанкционированные свалки, внешний об-

лик которых дает основание предполагать наличие промыш-

ленных отходов; места расположения опасных объектов, в

том числе в прошлом;

• места наиболее вероятного поступления почвенных частиц

в организм человека (геофагия), т.е. игровые площадки в

детских дошкольных учреждениях и во дворах, спортпло-

щадки и школьные стадионы, рекреационные зоны.

• Аналитическая обработка выполняется с использованием од-

ного из методов количественного химического анализа (спектраль-

ный, рентгеноспектральный, рентгеноспектральный флуоресцент-

ный, атомно-адсорбционный и др.). При этом важнейшее условие

достоверности результатов — это соблюдение комплекса метроло-

гических требований, что предполагает выполнение анализов акк-

редитованными лабораториями, с использованием сертифициро-

ванного оборудования, аттестованных стандартных образцов и

методик анализа. Для обеспечения достоверности ведется постоян-

ный внутрилабораторный и внешний контроль результатов.

• Интерпретация результатов проводится путем сравнения

данных анализов с фоновыми концентрациями тех же элементов в

аналогичных почвах и почво-грунтах ландшафтов-аналогов, рас-

положенных заведомо вне зон техногенного воздействия. При этом

определяют поэлементные показатели концентрации К

и суммар-

ные показатели концентрации Z

, по формулам:

где С

{

— концентрация элемента в i-ой пробе; С

— соответствую-

щая фоновая концентрация.

= Ztf

-(n- 1),

где п — число элементов [34].

Суммарный показатель загрязнения

относится

числу важ-

нейших

наиболее информативных параметров экологической

обстановки. Шкала значений

включающая четыре градации

(табл.

15),

вошла

во

многие нормативные документы

по

оценке

экологической обстановки,

в том

числе

Критерии

для

выявле-

Таблица

Оценочная шкала опасности загрязнения почв (по [34])

Уровни загрязне-

ния почв

Значе-

ния

Изменения показателей состояния здоровья

(%)

Уровни загрязне-

ния почв

Значе-

ния

Реакции организма

Детское

населе-

ние

Взрослое

населе-

ние

2 3

Допустимый

до

Уровень заболеваемости фоновый

Умеренно опасный

16-32

Функционально-морфо-

логические отклонения

10-30

Умеренно опасный

16-32

Суммарная заболевае-

мость

+10-20

Умеренно опасный

16-32

Заболевания органов ды-

хания

10-50

Умеренно опасный

16-32

Сердечно-сосудистые

за-

болевания

фон

Умеренно опасный

16-32

Патологии беременности

и родов

фон

Умеренно опасный

16-32

Онкологические заболе-

вания

фон

Умеренно опасный

16-32

Временные утраты трудо-

способности

фон

Опасный

32-128

Функционально-морфо-

логические отклонения

+30-100

Опасный

32-128

Суммарная заболевае-

мость

+20-60

Опасный

32-128

Заболевания органов ды-

хания

+50-100

Опасный

32-128

Сердечно-сосудистые

за-

болевания

+50

Опасный

32-128

Патологии беременности

и родов

+20-30

Опасный

32-128

Онкологические заболе-

вания

фон

Опасный

32-128

Временные утраты трудо-

способности

фон

Продолжение табл.

4 5

Чрезвычайно

опасный

более

128

Функционально-морфоло-

гические отклонения

100

Чрезвычайно

опасный

более

128

Суммарная заболеваемость

+30-100

Чрезвычайно

опасный

более

128

Заболевания органов дыха-

ния

100-300

Чрезвычайно

опасный

более

128

Сердечно-сосудистые забо-

левания

ДО

300-400

Чрезвычайно

опасный

более

128

Патологии беременности

родов

до

+100

Чрезвычайно

опасный

более

128

Онкологические заболева-

ния

до

+100

Чрезвычайно

опасный

более

128

Временные утраты трудо-

способности

до

+100

ния

зон

чрезвычайных экологических ситуаций

экологического

бедствия.

районах

опасным

чрезвычайно опасным уровнями

загрязнения должны осуществляться комплексы специальных

мероприятий

по

реабилитации территорий

оздоровлению насе-

ления.

Градации значений

на

картах принимаются

соответствии

данной шкалой; при детальном картографировании возможно

вы-

деление дополнительных градаций (например,

0-8, 8-16,

32-64,

64-128).

Для

значений

интервалы градаций

не

являются обще-

принятыми

устанавливаются

для

разных элементов

учетом

фактических интервалов колебаний.

Поскольку основным источником загрязнения поверхностно-

го слоя почв являются атмосферные выпадения,

по

величине

можно оценивать общий уровень загрязнения воздуха

(см.

выше).

Среднегодовое содержание отдельных металлов

атмосферном

воздухе

(у, в

мкг/м

) может быть оценено

по их

содержанию

почвах

(х, в

мг/кг)

использованием эмпирических зависимостей

(по

[34]). Так, для

свинца:

jc-165

840

Изучение загрязнения почв позволяет выявить последствия тех-

ногенных воздействий

за

весь период хозяйственного освоения

территории.

одних случаях

это

является достоинством метода,

других -— недостатком, прежде всего вследствие сложности опре-

деления продолжительности этого периода.

4.4.3.

Особенности изучения загрязнения

снежного покрова

Изучение загрязняющих веществ, содержащихся в снеге, по-

зволяет охарактеризовать атмосферные выпадения за конкретный

сезон. Отбор снеговых проб целесообразно проводить в конце зимы,

чтобы охарактеризовать по возможности более длительный пери-

од,

но до начала снеготаяния, чтобы избежать выщелачивания

растворимых компонентов.

Пробы снега отбирают из шурфов; в состав пробы включается

весь извлеченный снег, на всю мощность снежного покрова. Для

достоверности результатов важно исключить попадание в пробу

частиц подстилающего грунта, мусора и т.п. Поэтому места отбо-

ра выбираются вне дорог, троп и других мест, где вероятно попа-

дание механических примесей. При отборе необходимо фиксиро-

вать дату и площадь шурфа.

Для получения характеристик интенсивности атмосферных

выпадений важно определить абсолютное содержание твердых и

растворимых примесей в пробе. Поэтому при обработке проб ана-

лизируется весь объем полученной воды и твердого нераствори-

мого материала. По известной массе твердых (пылевых) частиц

определяют величину пылевой нагрузки Р

(в мг/м

в сут.) по

формуле:

где Р

— масса пыли в пробе (мг); S — площадь шурфа (м

); / —

время от установления устойчивого снежного покрова (сут.). Ана-

логичным образом по массе растворенных веществ в пробе опре-

деляют интенсивность их выпадения.

Интерпретацию результатов анализа снеговых проб проводят

аналогично с почвенными пробами, путем сравнения с фоновы-

ми показателями, с определением поэлементных показателей К

суммарных Z. Размах колебаний результатов при снеговой съемке

значительно выше, чем при почвенной. Поэтому оценочная шкала

для снега имеет иные градации:

• допустимому уровню загрязнения соответствуют значения

до 64;

• умеренно опасному — от 64 до 128;

• опасному — от 128 до 256;

• чрезвычайно опасному — более 256 [34].

4.4.4.

Особенности изучения загрязнения донных

отложений

Состав донных отложений отражает геологическое строение,

рельеф

экологическое состояние водосборного бассейна.

фор-

мировании загрязнения донных отложений велика перераспреде-

ляющая роль водного потока. Загрязняющие вещества неодинако-

во концентрируются

отложениях разного гранулометрического

состава. Поэтому при опробовании донных отложений необходимо

учитывать фациальные особенности.

Для объективной характеристики водотоков

водоемов реко-

мендуется отбирать осредненные пробы, состоящие

из

нескольких

частных проб

[34]. На

небольших

неглубоких водотоках, русло

которых слагается однородным материалом, отбирают осреднен-

ные

по

поперечному профилю пробы.

На

крупных водоемах

и во-

дотоках пробы отбирают вблизи уреза воды,

местах видимой

ак-

кумуляции наносов.

При

наличии илистых отложений отбирают

вертикальные колонки илов,

по

возможности

на всю

мощность.

При значительных мощностях илов может проводиться изучение

их вертикального разреза.

Загрязнение донных отложений оценивается путем сравнения

с природным фоном,

определением

и Z,

аналогично оцен-

ке загрязнения почв

снега. Важнейшее условие объективности

оценок — однотипность фациального состава сравниваемых отло-

жений.

4.4.5.

Составление эколого-геохимических карт

В результате эколого-геохимических съемок создают моноэле-

ментные карты

карты суммарных показателей загрязнения

Карты составляются

использованием способа изолиний

с по-

слойной окраской

или

штриховкой (рис.

24).

Интерполяция между

значениями выполняется

учетом пространственных закономер-

ностей (географическая интерполяция).

При

этом необходимо учи-

тывать,

что в

условиях городов

горнопромышленных

зон

широ-

ко распространены поверхности, которые

не

могут быть охаракте-

ризованы данными опробования (застройка, асфальтированные

поверхности).

Во

многих случаях такие объекты — источники

за-

грязнения.

При

расположении вблизи

от них

точек

высокими

значениями

соответствующий контур высокого загрязнения рас-

пространяют

на

весь вероятный источник (промышленное пред-

приятие, магистральную улицу)

или

часть

его, но

чтобы

это не

противоречило другим точкам.

Условные обозначения

-—— — Граница обследованного участка • — Точки отбора проб

1,5 — Значение концентраций в точках отбора проб

Шкала значений коэффициента концентрации ванадия

|:,::::Ь--.---Л11111И_ДШ

менее 1,5 3,0 6,0 12,0 и более

Рис.

24. Фрагмент карты загрязнения почв города ванадием

Обязательные требования при выполнении интерполяции

—-

рас-

положение всех точек, охарактеризованных количественными дан-

ными, в пределах контуров соответствующих градаций, а также

последовательная смена градаций. Изолинии уровней загрязнения,

как и любые другие изолинии, не должны соприкасаться, пересе-

каться, прерываться. Исключением из этого правила является рез-

кая смена искусственных (преобразованных) и естественных

грунтов, с резко различающимися уровнями загрязнения. Участки

распространения таких грунтов могут выделяться особо, с исполь-

зованием способа ареалов. Мелкие аномалии, не выражающиеся в

масштабе карты, обозначают значками.

Цветовая гамма послойной окраски подбирается согласно

«принципу светофора».

4.4.6.

Анализ эколого-геохимических карт

На картах загрязнения почв, снежного покрова, донных отло-

жений выделяются техногенные геохимические аномалии различ-

ного происхождения, территориального охвата, степени выражен-

ности и опасности. Важнейшая задача анализа эколого-геохими-

ческих карт— выявление причин образования аномалий, что

служит предпосылкой целенаправленной, адресной разработки пла-

нов природоохранных мероприятий. Эта работа должна опираться

на сбор и анализ имеющихся в природоохранных органах матери-

алов о технологии производства на предприятиях, составе исполь-

зуемого сырья и отходов.

При анализе эколого-геохимических карт может применяться

весь арсенал средств картографического метода исследования:

• визуальный;

• графический;

• картометрический;

• математико-статистический метод анализа;

• математическое моделирование;

• использование приемов теории информации [17].

Хорошие результаты дает сопоставление эколого-геохимичес-

ких карт с геологическими, гидрогеологическими и тектоничес-

кими, геоморфологическими, микроклиматическими, геоботани-

ческими, ландшафтными, а также картами землепользования. При

совместном использовании карт разной тематики определяют и

сравнивают эколого-геохимические параметры (средние значения

и Z

, показатели изменчивости) для представленных на картах

выделов различного характера. Их сопоставление между собой и с

характеристиками, снимаемыми с соответствующих карт, позво-

ляет качественно и количественно оценивать роль различных фак-

торов в формировании техногенных геохимических аномалий.

Наибольшим разнообразием происхождения отличаются педо-

геохимические аномалии. Среди них различают [34]: аэрогенные

(обусловленные осаждением пылегазовых выбросов), гидрогенные

(сформированные загрязненными водами), агрогенные (образовав-

шиеся вследствие агротехнических воздействий) и вейстогенные

(связанные с твердыми отходами).