НОВЫЕ ПОДХОДЫ МОНИТОРИНГА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ГЕОСИСТЕМ

1

• Авторы
• Файлы

Сарапулова Г.И. Статья в формате PDF 224 KB

Необходимость проведения исследований обусловлена актуальностью разработки и создания новых подходов в системе экологического мониторинга в Российской Федерации. Получение достоверных критериев трaнcформации свойств природных геосистем под воздействием техногенных факторов, основным из которых является загрязнение почв, воздуха, поверхностных и подземных вод, является одной из важных задач при оценке экологической безопасности территорий. Существующие в настоящее время методы оценки качества объектов окружающей среды, используемые государственными контролирующими службами в основном устарели, не отражают реального состояния геосистем и не могут в рамках проводимого мониторинга корректно отслеживать динамику изменения их состояния.

Поиск закономерностей миграции и аккумуляции загрязняющих веществ в почве, воде, а также понимание механизма их превращений в многокомпонентной структуре, диктуется не только современными требованиями экологической безопасности. Это также связано с необходимостью пересмотра представлений о динамике и нормировании химических загрязнителей в геосистемах. Необходимы не только новые подходы в экодиагностике территорий, но и современные методы экологического контроля и мониторинга.

Геоэкологические исследования проводятся нами системно:

- изучение трaнcформации свойств почвенных и водных экосистем на урбанизированных территориях крупных городов;

- изучение трaнcформации свойств почв и водотоков в зоне техногенного влияния при добыче и переработке минерального сырья.

В работе представлены как результаты исследования техногенно-измененных почв (урбаноземов) в зоне производственных объектов крупного города, загрязненных нефтепродуктами (НП) и тяжелыми металлами (ТМ) - Сu, Cd, Ni, Pb, Zn, Hg, а также As, так и данные мониторинга малых водотоков.

При экологогеохимическом исследовании использовались: атомно-абсорбционная спектроскопия с индуктивно связанной плазмой, гельхроматография, электронные спектры поглощения, микроэлементный анализ, мокрое и сухое озоление, дифференциально-термический и корреляционный анализы, моделирование и ГИС‒технологии и другие методы физико-химических анализов.

Выявленные содержания ТМ в почвенных горизонтах изученных территорий в зоне влияния производственных объектов, на порядки превышающие ПДК, обусловили специфический аккумулятивный тип распределения НП и ТМ с глубиной профиля до 30 см. Вычисленные коэффициенты концентрации химических элементов Kc и ассоциативный ряд, например, для Cu_4.5-Ni_2.7-Zn_2.4-As_2.2 свидетельствуют о возникновении геохимических аномалий на территории городов в результате загрязнения (Kc не должны превышать 1).

В ряде случаев обнаружено резкое ухудшение азотного режима почв на фоне существенного повышения рН до 7.6 (для естественных почв рН = 4-6). Зарегистрировано сильное обеднение почвы органическим углеродом. На фоне снижения содержания азота это приводит к нарушению буферных свойств урбаноземов. Определено, что ключевое соотношение C/N составляет 20‒25, вместо 10 для чистых почв. С использованием ГИС‒технологий (Surfer 8, MapInfo) получены моноэлементные карты распределения НП и ТМ. Обнаружены аномальные ореолы загрязнений за пределами зоны объектов в радиусе до 100‒500 м.

Полученные карты распространения тяжелых металлов и нефтепродуктов как в зоне опасных объектов, так и за пределами влияния источника загрязнения, демонстрируют направление миграционных потоков в городских ландшафтах. Такие подходы, к сожалению, пpaктически не используются при оценке экологического состояния территорий при проведении государственного экологического контроля. Устаревшие ГОСТы и методические указания не позволяют изменять существующие методики, что безусловно ограничивает представление о поведении загрязнителей и состоянии геосистем.

Следует иметь в виду, что выявленная нами динамика техногенных потоков в урбаноземах может привезти к замыканию циклов миграции НП и ТМ. Это способствует формированию вторичных локальных участков аккумуляции загрязнителей - laterally modulе - и доказывает необходимость изменения подходов при экологической оценке территорий в условиях техногенеза. Исследования имеют перспективное развитие в целях экологической диагностики геосистем. Разpaбатываемый подход в оценке их экологического состояния позволит получить новые геохимические закономерности и ассоциации элементов в техногенных ландшафтах, а также разработать основу для корректной системы мониторинга.

Особую озабоченность вызывает состояние геосистем в зоне урбанизации. Анализ экологического состояния большинства долинных комплексов крупных городов вдоль русел рек, показал, что территории находятся в плачевном состоянии, и нуждаются не только в организации их охраны, но и в существенной экологической реабилитации, которая должна заключаться в разработке концепции эколого-градостроительной организации и системе экологического мониторинга.

Ситуация намного обостряется, если города расположены на берегах малых рек, негативное воздействие на которых может привести к быстрой и полной деградации водотоков. Экологические последствия техногенеза при освоении минерально-сырьевой базы и ведения горных работ вдоль русел таких рек и речушек заслуживают особого внимания. Вопросы охраны окружающей природной среды, формирование системы рационального, экологически безопасного природопользования в горных территориях становятся все более актуальными. Это связано с интенсивной разработкой полезных ископаемых, развитием различных отраслей экономики на их базе, введением новых технологий, концентрацией добывающих и переpaбатывающих производств, как правило, на небольших участках горных долин. Нарушение экологической функции горных почв, мерзлотного режима почвогрунтов, превышение объемов изъятия чистой пресной воды, изменение ее химического состава - это только часть техногенного воздействия на высокочувствительные горные и речные экосистемы.

Нами также проводится эколого-гидрохимическая оценка малых рек Сибири и Монголии, впадающих в озеро Байкал, охраняемого ЮНЕСКО. Под эколого-гидрохимической оценкой понимается:

- параметрическое, покомпонентное определение состояния водной среды в соответствие с принятыми в России методиками и нормативами;

- выявление аномалий химических хаpaктеристик в створах реки;

- обнаружение мест наибольшего загрязнения русла в результате техногенного воздействия;

- привязка конкретных производств к зонам аномального поведения гидрохимических параметров.

- определение прострaнcтвенно-временной динамики загрязнения водотоков.

Полученные результаты позволяют сделать заключение, что для разработки современной экологической политики, планирования природоохранных мероприятий и снижения экологической опасности территорий необходимо проведение комплекса инженерно-экологических изысканий, геохимических и гидрохимических исследований и создание новой системы экологического мониторинга с учетом поведения загрязнителей в объектах окружающей среды.

---