Техногенные месторождения (стр. 9 из 12)
Рис. 5. Информационная система экологического мониторинга объектов окружающей среды
Система мониторинга первого уровня предназначена для измерения, регистрации и первичного накопления данных по объекту в автоматическом режиме. Эти функции выполняются рабочими станциями (РС-1), которые представляют собой аппаратурно-программные комплексы на базе персональных компьютеров и измерительной аппаратуры различного назначения:
- измерение химических загрязнений (содержание тяжёлых металлов и т.д.);
- измерение органических загрязнений (содержание пестицидов, бензапирена и т.д.);
- измерение ионизирующих a-, b- и g-излучений.
Второй, более высокий, уровень системы мониторинга – это программные комплексы на центральной ЭВМ, назначение которых:
- сбор оперативной информации по мониторингу с РС-1 и передача этих данных в соответствующую БД в автоматическом режиме;
- диалоговый режим ввода и ведения баз данных по всем видам загрязнений ОС;
- диалоговый режим ввода и редактирования данных по любой БД;
- проверка достоверности хранящейся информации;
- интеграция всех данных на региональном уровне и их обработка, анализ и обобщение имеющейся информации, визуализация и печать выходных документов в табличной форме, а так же построение 2-х и 3-х мерных графиков.
Первые два уровня решают технические задачи по созданию баз данных по различным видам загрязнений ОС – атмосферы, территории, воды, почвы, строительных материалов и изделий из них и т.д.
На более высоком уровне эти данные служат базой для комплексной оценки состояния ОС, здоровья населения, системного анализа состояния экосистемы, для выработки подходов реабилитации, экспертного анализа экологической ситуации и её прогнозирования.
Система метрологического обеспечения мониторинга должна предусматривать необходимую точность измерений, которая гарантируется различными видами испытаний (внутрилабораторный и межлабораторный контроль, геологический контроль) и периодической поверкой средств измерений.
6. Геоэкологическое картирование и составление эколого-геологических карт (ЭГК) по техногенным месторождениям
Одним из необходимых видов исследований ТМ является оценка их влияния на загрязнение ОС и прогноз экологического состояния прилегающих территорий, что определяет необходимость составления экогеологических карт.
Экогеологическая карта представляет собой картографическое отображение геологической среды (ГС) и происходящих в ней процессов, которые оказывают влияние на экосистемы, среду обитания и здоровье человека.
Основное отличие ЭГК от других карт геологического содержания является экологическая оценка геологических показателей и процессов в естественных и нарушенных условиях. Нормативными документами для оценки экологического состояния ГС являются:
1. «Критерии оценки экологической обстановки территории для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия», утверждённые министром охраны ОС и природных ресурсов РФ В.И.Даниловым-Данильяном 30.11.1992 г, а так же
2. «Порядок определения размеров ущерба от загрязнения земель химическими веществами», утверждённый им же и председателем комитета РФ по земельным ресурсам и землеустройству Н.В.Комовым 10.11.1993 г.
Принципы решения и подходы к геоэкологическому картированию были сформулированы в работе:
3. Галицин М.С., Островский Б.Н., Островский Л.А. Требования к геоэкологическим исследованиям и картографированию. Масштаб 1:500 000, 1:200 000, 1:50 000,1:25 000. – М.: ВСЕГИНГЕО, 1990. – 127 с.
Методика геоэкологического картирования изложена в работе:
4. Вострокнутов Г.А. Временное руководство на проведение геохимических исследований при геоэкологических работах. – Екатеринбург, 1991. – 137 с.
В соответствии с перечисленными нормативно-методическими документами результаты геоэкологического картирования должны быть представлены 2-х листным вариантом карты:
- фактологическая геоэкологическая карта и
- карта оценки экологического состояния ГС.
Первый лист включает:
а) карту ландшафтов местности, прилегающей к ТМ, которая служит основой для интерпретации эколого-геохимических карт. Эта карта строится с использованием
- топографических карт,
- материалов аэродешифрирования,
- ряда специализированных карт (геологической, геоморфологической, тектонической, металлогенической, растительности, почвенной, гидрогеологической, хозяйственного использования земель и др.)
.Она отражает пространственное расположение и взаимоотношения различных ландшафтов, их компонент (почв, растительности, водотоков и водоёмов, литогенной основы), природных и техногенных факторов, в совокупности определяющих уровень содержания химических элементов в почвогрунтах, в поверхностных и подземных водах, донных осадках и т.д., направления, пути, формы и интенсивность их миграции и вторичной аккумуляции.
При ландшафтно-геохимическом районировании местности, прилегающей к ТМ, типичными являются следующие разновидности ландшафтов:
· элювиальные (водораздельные);
· трансэлювиальные (склоновые);
· транссуперэлювиальные (участки пойм и комплекса низких террас);
· аквальные (ландшафты проточных и непроточных озёр, рек, водоёмов);
· супераквальные (ландшафты озёрно-болотных впадин и котловин);
· техногенно образованные ландшафты (шламохранилища, отстойники, свалки).
б) эколого-геохимические карты, представляющие собой поэлементные карты полей Pb, Cu, Zn, Hg и других элементов, загрязняющих ОС, а так же карту комплексного загрязнения аномалиеобразующими элементами. На подобных картах выделяются области загрязнения отдельными аномалиеобразующими элементами или области загрязнения, обусловленные их суммарным воздействием.
Для построения поэлементных карт вычисляются абсолютные (Са, мг/кг) и относительные содержания элементов для каждой градации поля. Последние получили название «кларки концентраций» (КК) и представляют собой абсолютное содержание, выраженное в единицах кларкового содержания для каждого из элементов
Комплексный показатель геохимического загрязнения аномалиеобразующими элементами (ZC) рассчитывается по формуле
где m – число аномалиеобразующих элементов с КК³1 в i-й пробе.
 |
Легенда к поэлементным картам выглядит примерно так
В легендах к картам комплексного геохимического загрязнения указывается только значение ZC
Картографирование геохимических показателей (КК и ZC) производится по отдельным блокам ГС:
 |
- почвы,
- поверхностные и подземные воды,
- донные осадки и т.д.
Примером таких карт для почвогрунтов может служить рис. 6.
в) карты радиоактивного, нефтяного, бензапиренового (от автотранспорта) и других загрязнений строятся в некоторых экогеологических ситуациях, требующих знания этих видов загрязнения.
Рис. 6. Карты полей распределения цинка (а) и суммарного загрязнения элементами Cu, Zn, Pb, Ag, Hg, As, Cd, Bi, Sn, Cr, Ni, Co, W, Mn, Ti и Mo. (б) почвогрунтов
Для оценки геоэкологической обстановки в зимний период проводится снеговая съёмка. Пробы снега отбираются из шурфов, вскрывающих снеговой покров на всю мощность, однако, исключается нижний слой толщиной около 10 см, чтобы устранить попадание в пробу почвенного материала и влияние обменных реакций на границе двух сред: снег – почва. Снеговая съёмка является эффективным средством оценки пылевого загрязнения территории, а так же загрязнения металлами, переносимыми этой пылью, и установления основных источников пылеобразования и области их действия.
Полевые работы, проводящиеся для получения исходных данных, необходимых для решения задач экогеологического картирования, совмещаются с оценкой техногенных месторождений и сопровождаются площадным опробованием. Сеть и методы пробоотбора регламентируются нормативно-инструктивными материалами геохимических поисков, при этом пункты пробоотбора должны быть расположены на наиболее типичных ландшафтах. Например, при картировании в масштабе 1:50 000 и 1:25 000 обычно пробы отбираются по сети 250´250 метров в пределах населённых пунктов и до 500´500 метров на остальной территории. Пробы отбираются из верхнего (0 – 10 см) почвенного горизонта методом «конверта» со сторонами 10-50 метров и анализируются на 2-3 десятка элементов. В связи с этим важным элементом геоэкологического картирования является аналитическое обеспечение. Предпочтение отдаётся многоэлементным инструментальным методам. На первом этапе исследований для определения круга аномалиеобразующих элементов используется полуколичественный спектральный анализ на 20-30 элементов. Количественный анализ проводится атомно-абсорбционным, рентгенофлуоресцентным, нейтронно-активационным и другими методами, которые выбираются в зависимости от определяемого круга элементов и требуемых пределов обнаружения.