Трофимов В.Т., Зилинг Д.Г. Экологическая геология

Подождите немного. Документ загружается.

По отношению к конкретной науке - геологии - в качестве общенаучного ме-

тода следует рассматривать сравнительно-геологический, являющийся методом

познания геологической формы движения материи. Этот метод позволяет объяс-

нить с исторических и генетических позиций, как сформировались те или иные

особенности структуры и свойства геологических объектов. Изучение этих осо-

бенностей и позволяет сформулировать научные основы для всестороннего изуче-

ния геологических объектов специальными методами конкретных наук геологиче-

ского цикла.

Для оценки и прогноза состояния эколого-геологической системы принятия

управляющих решений необходим большой объем разнородной информации, ко-

торая не может быть получена методами одной геологической науки. Вполне есте-

ственно использовать методическую базу сопредельных наук - биологии, геогра-

фии, медицины, почвоведения, социологии, экономики. Но стержнем, вокруг ко-

торого формируется информационная система, является геология, так как в эколо-

го-геологической системе центральное место аккумулятора, трансформатора воз-

действия занимает геологический компонент природной среды, и его состояние

определяет экологические последствия, через управление его состоянием мы мо-

жем добиваться тех или иных экологических эффектов. Специалист эколог-геолог

физически не может владеть обширным методическим аппаратом не только сопре-

дельных наук, но и всеми методами базовой науки - геологии. Задача специалиста

в области экологической геологии распадается в этом случае на две части. В облас-

ти сопредельных наук он должен осуществить заказ на информацию, а выбор ис-

пользования необходимого комплекса методов для её получения ложится на спе-

циалистов конкретных наук - биологии, медицины, почвоведения, социологии,

экономики (контакт в этом случае может быть наиболее успешным со специали-

стами экологического направления в той или иной науке). В области же геологии -

базовой науки экологической геологии - комплекс методов, необходимых для по-

лучения информации о состоянии геологического компонента природной среды

может определяться самим экологом-геологом.

Использование методов медицинских и биологических наук при проведении

эколого-геологических исследований направлено на решение определенной груп-

пы вопросов, связанных, прежде всего, с оценкой влияния особенностей проявле-

ния геохимической и геофизической экологических функций литосферы на здо-

ровье населения и условия и безопасность его существования. Некоторые из этих

методов (медико-статистические) используются и для оценки катастрофичности

проявления природных процессов (через учет человеческих жертв).

Методы социально-экономических наук привлекаются для оценки комфорт-

ности проживания населения посредством учета экономических затрат и условий

социального страхования. Важно подчеркнуть, что без их применения невозмож-

но выполнить весь комплекс эколого-геологических исследований и получить не-

обходимую информацию.

В структуре научного метода экологической геологии огромная роль принад-

лежит методам наук о Земле, включая специальные методы экологической геоло-

гии (см. табл. 3). Общее представление о методах наук о Земле, используемых для

получения информации о различных экологических функциях литосферы, можно

получить из табл. 4. В ней представлено

геологических наук разного иерархиче-

ского уровня, методы которых используются при проведении эколого-геологиче-

ских исследований. Для обеспечения единого подхода при оценке методов этих на-

ук пришлось отказаться от выделения в их составе научных разделов. В первую

очередь это касается инженерной геологии, гидрогеологии, геотектоники, геоло-

гии полезных ископаемых, а сами методы, иногда весьма многочисленные (напри-

мер, в геофизике их более

100),

объединить в названные группы. Кроме того, ряд

наук, не имеющих собственных частных методов изучения литосферы, а опираю-

щихся на общегеологические (динамическая геология), или не имеющих методов,

существенных для получения эколого-геологической информации (кристаллогра-

фия), вообще не представлены в таблице.

Конкретная роль методов названных в табл. 4 геологических наук охарактери-

зована в главе

10.

Там же описаны специальные методы эколого-геологических ис-

следований.

В заключение напомним, что логическая структура экологической геологии

предполагает существование экологических направлений в конкретных дисцип-

линах геологии (геохимии, гидрогеологии, геодинамике и др.), исследующих, как

правило, элементарные генетические цепочки совокупностью традиционных гео-

логических методов. Для системных эколого-геологических исследований необ-

ходимо разработать такие методологические подходы, которые позволяли бы ре-

шать важнейшие задачи экологической геологии:

создавать базу данных о состоянии эколого-геологической обстановки - сис-

темы как целостного объекта;

организовывать эколого-геологические работы;

разрабатывать принципы и рекомендации построения и функционирования

устойчивых эколого-геологических систем.

2.2. Содержательные задачи экологической геологии

Основные научные задачи экологической геологии сведены В.Т.Трофимовым

и Д.Г.Зилингом

(1995)

к следующему:

изучение экологических функций литосферы, закономерностей их формиро-

вания и динамики развития под влиянием природных и техногенных процессов;

разработка теории и методов оценки устойчивости приповерхностной части

литосферы к техногенным воздействиям с точки зрения изменения ее экологиче-

ских функций;

разработка теории и методов управления состоянием и свойствами массивов

приповерхностной части литосферы с целью сохранения или улучшения их эколо-

гических функций;

разработка теории, методов и рецептур утилизации экологически опасных

промышленных отходов и выбор оптимальных (по геологическим условиям) уча-

стков массивов для их захоронения с целью наименьшего ухудшения экологиче-

ских свойств территории;

разработка теории и методики геологического обоснования инженерной за-

щиты территорий, объектов и сооружений от природных и антропогенных геоло-

гических процессов, снижающих ее экологические функции.

Прикладные задачи в укрупненном виде и типологическом плане могут быть

сформулированы так:

обоснование рационального использования ресурсов литосферы для нор-

мального функционирования экосистем;

установление влияния техногенного загрязнения приповерхностной части ли-

тосферы на биоту;

геологическое обоснование для разработки и принятия решений по управле-

нию биотопом экосистем или экосистемами.

В табл. 5 эколого-геологические задачи рассмотрены более детально и распи-

саны применительно к исследованию каждой экологической функции литосферы

в отдельности. Такая форма изложения материала компактна и удобна для сопо-

ставлений. Одновременно она позволяет акцентировать внимание на специфике

решаемых задач, обусловленной их четкой экологической направленностью (обес-

печение существования и комфортности проживания живых организмов, нор-

мального функционирования экосистем, рационального недропользования, оцен-

ка экологических последствий и т.д.). Сами задачи комментария не требуют.

В заключение подчеркнем, что в этой таблице приведены, по существу, типо-

логические группы задач, объединяющие все частные случаи. Сами же конкрет-

ные эколого-геологические задачи изучения того или иного объекта могут быть

сформулированы, исходя из содержания этого перечня типовых задач.

Литература

Теория и методология экологической геологии / Под ред. В.Т.Трофимова. — М.: Изд-во

Моск. ун-та,

1997.

- 368 с.

Трофимов

В.

Т., ЗилингД.Г. Инженерная геология и экологическая геология: теорети-

ко-методологические основы и взаимоотношение.

М.: Изд-во Моск. ун-та,

1999.

-120

с.

ГЛАВА 3

ПОДХОДЫ

КРИТЕРИИ

ОЦЕНКИ

СОСТОЯНИЯ

ЭКОЛОГО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ

УСЛОВИЙ

3.1. Существующие подходы

к оценке экологического состояния систем

Проблема выбора, обоснования и ранжирования критериев оценки эколо-

го-геологического состояния приповерхностной части литосферы, взаимодей-

ствующей с биотой, включая человеческое сообщество, достаточно сложная и по

ряду позиций не имеющая общепринятых решений даже на концептуальном уров-

не. Анализ публикаций по проблеме позволяет вычленить несколько концептуаль-

ных подходов, используемых для решения поставленной задачи.

Первый подход основан на прямых количественных оценках эколого-геологи-

ческого состояния формирующих литосферу компонентов (собственно литосфе-

ра, подземные воды, геологические явления, развивающиеся в литосфере). Он ба-

зируется на концепции предельно допустимых концентраций (ПДК), предельно

допустимых содержаний (ПДС), предельно допустимых норм (ПДН) отдельных

загрязнителей (токсикантов) или собственных особенностей компонентов лито-

сферы и оценках их площадной пораженности (процессами, загрязнителями).

Основными недостатками такого подхода являются: невозможность оценки обще-

го композиционного влияния всех рассматриваемых факторов на биологические

объекты (геосистему); весьма относительная корректность и объективность уста-

новленных ПДК, ПДС, о чем свидетельствует их постоянная корректировка и за-

метные отличия от зарубежных аналогов; отсутствие нормативной базы для оцен-

ки ресурсного потенциала литосферы.

Второй подход можно определить как оценку благоприятности приповерхно-

стной части литосферы для ее хозяйственного освоения. Он декларирует ее рас-

смотрение как литотехнической системы разного экологического состояния. По-

следнее требует ранжирования состояния литосферы либо выделения определен-

ных классов этого состояния.

В мировой практике чаще всего используется шестибалльная шкала измененно-

сти верхних горизонтов литосферы (оценки ее состояния): I - неизмененные, II - сла-

боизмененные, III

среднеизмененные,

сильноизмененные,

- очень сильно из-

мененные,

- катастрофически измененные.

При

этом первая степень (класс состоя-

ния) характеризуется значениями прямых критериев оценки ниже ПДК (фона), вторая

степень - близкими значениями критериев оценки к ПДК или фону, остальные степе-

ни измененности превышают ПДК и фон. Выделение всех классов состояний не име-

ет строгого обоснования принятых градаций по отношению к ПДК и фону и, по своей

сущности, все они являются "договорными". В отечественных публикациях и, осо-

бенно, инструктивных геологических материалах при эколого-геологических иссле-

дованиях на региональном уровне применяется трехбалльная шкала оценок, единая

для всех используемых критериев. В ней для приповерхностной части литосферы

ре-

комендуется выделять следующие степени изменения: удовлетворительную; условно

удовлетворительную в период картографирования, но в ближайшие 3-5 лет с возмож-

ностью изменения к худшему; неудовлетворительную. Однако обоснование этих гра-

даций представляется затруднительным в практическом использовании,

так

как вклю-

чает в себя элементы прогноза. Более удачным следует считать оценку экологического

состояния приповерхностной части литосферы также по трем градациям - благопри-

ятное, неблагоприятное, весьма неблагоприятное, основанное на соответствующих

градациях комплекса природных и техногенных факторов. В последнее время появи-

лись тенденции к выделению из состава третьей градации еще одного класса состо-

яния, которому территориально должна соответствовать зона экологического бед-

ствия, или катастрофы.

Изложенный подход расширяет набор привлекаемых критериев оценки и от-

крывает возможности для использования, кроме прямых и индикационных крите-

риев, оценки по смежным, связанным с литосферой, средам. Однако он не дает на-

учно обоснованных градаций состояний с экологических позиций. Кроме того,

большинство градаций по своей сути являются "договорными" и могут трансфор-

мироваться как по числу, так и по количественным характеристикам применитель-

но к разным природным зонам.

И, наконец, существует третий подход, во многом снимающий или нивелиру-

ющий недостатки двух предыдущих. В нем исходным положением стал отказ

от раздельной оценки состояний природных сред, в том числе и литосферы, и их

механического суммирования на основе балльных оценок. Определяющим, кон-

цептуальным положением такого подхода стало отношение к природной и природ-

но-техногенной системам как к экосистемам высокого уровня организации, харак-

теризующимся функциональным единством всех входящих в них компонентов

(природных геосфер). Исходя из этого, акцент делается на оценку состояния эко-

системы с последующим раскрытием его через оценку состояний формирующих

ее биотических и абиотических компонентов (сфер, сред). Другими словами - со-

временное состояние экосистем обусловлено состоянием всех входящих в нее

компонентов, в том числе и литосферы. Именно это дает научно обоснованное

право на оценку эколого-геологического состояния литосферы первоначально че-

рез оценку общего состояния экосистемы, генерирующей в себе состояние всех

входящих в нее сред и сфер, а уже потом, на втором этапе, детализацию его по пря-

мым критериям оценки природных сред.

Такой подход к выявлению состояния экосистемы осуществляется на основе

ограниченного числа критериев, обеспечивающих при совместном рассмотрении

уверенную оценку (квалификацию) ее состояния. Предлагаемая концепция позво-

ляет избежать не только явного субъективизма балльных оценок, но и раскрыть

причины современного состояния экосистемы и разработать конкретные рекомен-

дации по ее нормальному функционированию.

Практическая реализация концепции возможна только при едином подходе

к оценке состояния как экосистемы, так и слагающих ее компонентов. Поэтому

учет современного состояния естественных (природных) и техногенно изменен-

ных экосистем, их биотической и абиотической составляющих предлагается осу-

ществлять через ранжирование по классам состояний (для геомы) и, соответствен-

но, зоны нарушений (для биомы) и экосистемы в целом. В настоящее время можно

рекомендовать четыре уровня природно-антропогенных экологических наруше-

ний - нормы (Н), риска (Р), кризиса (К) и бедствия (Б), что согласуется с публика-

циями ряда исследователей (например, Б.В.Виноградова и др.) и достаточно уве-

ренно корреспондируется с директивными документами. В основу выделения

этих уровней положено ранжирование нарушения экосистем по глубине их необ-

ратимости.

В соответствии с изложенным предлагается выделять следующие классы (зо-

ны) состояний экосистем:

зону экологической нормы, которая включает территории без заметного сни-

жения продуктивности и устойчивости экосистем, ее относительной стабильно-

сти. Значение прямых критериев оценки ниже ПДК или фоновых . Деградация зе-

мель менее 5% площади ;

зону экологического риска, включающую территории с заметным снижением

продуктивности и устойчивости экосистем, их нестабильным состоянием, ведущим

в дальнейшем к спонтанной деградации экосистем, но еще с обратимыми наруше-

ниями. Территории требуют разумного хозяйственного использования и планирова-

ния мероприятий по их улучшению. Значения прямых критериев оценки незначи-

тельно превышают ПДК или фон. Деградация земель от 5 до 20% площади;

зону экологического кризиса, которая включает территории с сильным сниже-

нием продуктивности и потерей устойчивости экосистем и трудно обратимыми

нарушениями. Необходимо выборочное хозяйственное использование территорий

и планирование их глубокого улучшения. Значения прямых критериев оценки зна-

чительно превышает ПДК или фон. Деградация земель от 20 до 50% площади;

зону экологического бедствия - катастрофы, включающую в себя территории

с полной потерей продуктивности, практически необратимыми нарушениями эко-

систем, исключающую территорию из хозяйственного использования. Значения

прямых критериев оценки в десятки раз превышают ПДК или фон. Деградация зе-

мель более 50% площади.

Выделение зон экологического состояния экосистем должно осуществляться

на основе небольшого числа наиболее представительных показателей, но обяза-

тельно с использованием и взаимным учетом тематических, пространственных и

* Фоновые значения - средние естественные значения для определенной территории.

** Деградация земель - овражная, ветровая, площадная водная эрозии с полным уничтожением

гумусового горизонта и вторичное засоление почв с потерей плодородия; в общем виде - площадь

земель, выведенных из землепользования.