Курс лекций «Основы экологической геологии» (стр. 4 )

Разнообразны формы загрязнения геологической среды в районах сельскохозяйственного и мелиоративного освоения. Фильтрационные воды из водохранилищ и каналов распространяются на глубины до сотни метров и на десятки километров в стороны, сильно изменяя водно-солевой режим территорий. В результате применения удобрений меняется миграция в почвогрунтах и подземных водах органических веществ, кальция, магния, соединений азота. В почвообразующие породы проникают такие токсичные элементы как фтор, стронций, мышьяк, свинец, никель, кадмий, уран. Особую проблему создает загрязнение пестицидами, большая часть которых не выполняет свою защитную роль, а включается в миграционные потоки (4). В почвах и верхних горизонтах пород концентрации загрязнителей небольшие, однако здесь же наиболее активны процессы их разложения и детоксикации при участии микроорганизмов. На значительных глубинах даже небольшие количества загрязнителей могут сохраняться многие годы, медленно мигрируя в соответствии с динамикой подземных вод.

3.0 Устойчивость геологической среды к техногенезу.

Рассматривая нарушенность и загрязнение геологической среды как определяющие факторы образования напряженных экологических обстановок, следует иметь в виду, что при одних и тех же масштабах техногенных воздействий результаты их влияния могут быть неодинаковыми в пространстве и времени. Это связано с тем, что компоненты геологической среды могут по-разному реагировать на внешние факторы, обладать различной способностью меняться в худшую или лучшую сторону. Устойчивость литосферы к внешним воздействиям и её способность к восстановлению исходного потенциала важно учитывать при прогнозах, особенно долговременных. От оценки этих свойств в значительной мере зависит стратегия и технология использования ресурсов недр, величины допустимых техногенных нагрузок на геологическую среду. К сожалению, на сегодняшний день возможны лишь качественные (балльные) оценки устойчивости геологической среды.

Для грунтов основными показателями их отношения к техногенезу являются механический состав, теплофизические и воднофизические свойства. В самом общем виде эти зависимости показаны в табл.10. Анализ таблицы свидетельствует о разнонаправленности реакции одного и того же типа грунтов на различные воздействия. Поэтому значения геологической среды как фактора устойчивости экосистем и напряженности их состояния будет меняться в регионах с разными видами и масштабами хозяйственного освоения. Например, мало устойчивые к водной эрозии суглинистые грунты одновременно способствуют активному самоочищению территории от поверхностного загрязнения. Многолетнемерзлые грунты предохраняют подмерзлотные водоносные горизонты от загрязнения, однако неустойчивы к процессам водной эрозии, солифлюкции, разного рода деформациям.

Оценка устойчивости подземных вод должна проводиться с учетом их запасов, динамики и химизма. Истощению и загрязнению более подвержены малодебитные водоносные горизонты с ограниченными запасами и источниками питания. Высокая динамичность характерна для приповерхностных горизонтов подземных вод, а глубоко залегающие отличаются весьма замедленным водообменом – до первых тысяч лет. Поступление загрязнения в мало подвижные подземные воды не может быть значительным без вмешательства человека, но и самоочищение их происходит очень медленно. Минерализованные и гидрокарбонатные по составу воды наиболее устойчивы к загрязнению. Соленые сульфатно–карбонатные воды даже в своем естественном состоянии являются показателями напряженного экологического состояния геологической среды.

Смысл оценки устойчивости геологической среды различен при физическом воздействии и загрязнении. Нарушенность литогенной основы (эрозия, смещения, просадки) – явление практически необратимое. Поэтому основное внимание здесь обращается на способность грунтов противостоять начальным этапам развития опасных процессов, которые затем могут получить широкое развитие. В случае загрязнения важно оценить способность геологической среды к самоочищению и восстановлению фонового геохимического состояния. Степень напряженности экологических обстановок увязывается при этом с ПДК загрязняющих веществ, их миграционными свойствами и периодами разложения.

Исходной информацией для региональной типизации геологической среды по устойчивости служит содержание геологических, инженерно–геологических и гидрогеологических карт (8). Составленные на их основе карты геоэкологического профиля должны дать представление о дифференциации территории по реакции геологической среды на потенциальное техногенное воздействие (5). В целях более детального анализа возможно составление ряда частных карт, например, карты защищенности подземных вод, чувствительности среды к загрязнению, её реакции на механическое воздействие. Все карты подобного рода являются прогнозными, дающими примерную, априорную информацию. Достоверность и важность таких оценок возможно оценить лишь на примере территорий активных техногенных изменений геологической среды, путем сравнительного анализа материалов по устойчивости к техногенезу. Решение данного вопроса затрудняется тем обстоятельством, что техногенные нагрузки на геологическую среду весьма дифференцированы по времени, площадям, видам и интенсивности. Территории с близкими параметрами устойчивости могут находиться на разных стадиях техногенного преобразования и, напротив, характеризоваться одинаковой пораженнгостью при различной устойчивости.

Геологическая среда – одна из наиболее "инертных", стабильных составляющих экосистем и одновременно наименее обратимая в своем развитии. Эти её свойства должны определять тактику и стратегию систем природопользования, затрагивающих литогенную основу. Принципиально важно не допускать значительных техногенных изменений состояния геологической среды, которая затем длительное время будет играть роль дестабилизирующего фактора по отношению ко всей природной среде.

Рельеф совместно с горными породами формирует морфолитогенныю основу и структуру экосистем, во-многом определяет активность и соотношения вертикальных и горизонтальных связей в пределах экосистем, а также их внешние связи. При этом оценка экологического значения рельефа затруднена, вследствие одновременного влияния грунтов, почв и растительности. В "чистом" виде это значение проявляется в немногих регионах, главным образом в горных областях с аридным климатом.

Любая информация о региональных закономерностях строения и развития рельефа может быть полезной для решения задач экологической геологии. Однако значение основных характеристик рельефа – возраста, генезиса и морфологии (морфометрии) – неодинаково. Возраст геоморфологических комплексов может рассматриваться как косвенный фактор устойчивости экосистем к физическому техногенному воздействию. При прочих равных условиях более древние генерации рельефа находятся ближе к равновесному или относительно стабильному состоянию. Их развитие чаще всего имеет направленность в сторону стабилизации, выравнивания, что придает им устойчивость к деструктивным процессам. Антиподами служат генерации молодого или современного рельефа, образование которых далеко до завершения и сопровождается активными процессами денудации или аккумуляции. Следует отметить, что молодые активные типы рельефа часто развиваются путем увеличения площадей за счет более древних. Подобные закономерности иллюстрируются рельефом участка западного побережья Байкала, где междуречные морфосистемы более древние и стабильные, а наступающие на них прибрежные имеют более молодой возраст и низкую устойчивость (рис.1). Приведенный пример показывает как естественное развитие геологической среды приводит к расширению площадей экосистем пониженной устойчивости.

Генетические типы рельефа также можно расположить в виде своеобразного ряда по устойчивости к потенциальной нарушенности. В общем случае этот ряд будет выглядеть следующим образом (от более к менее устойчивым):

-  структурные плато и денудационные равнины;

-  ледниковые и озерно–морские равнины;

-  водноледниковые и аллювиальные равнины;

-  эрозионные равнины;

-  структурно–эрозионный горный рельеф;

-  эоловые равнины.

Региональная дифференциация генетических комплексов рельефа лучше всего отражается на синтетических (типологических) геоморфологических картах (рис.). В пределах каждого генетического типа снижению устойчивости способствует нарастание уклонов, расчленения и обнаженности. Оценка генетических категорий рельефа наглядно показывает как трудно разделить влияние собственно рельефа и слагающих его поверхностных отложений на устойчивость экосистем.

Морфология и морфометрия рельефа (качественная и количественная оценка внешних особенностей земной поверхности) непосредственно и наиболее наглядно отражает его экологическое значение. Густота расчленения выступает как показатель сложности структуры экосистем регионального уровня, предрасположенности их к проявлению ряда деструктивных процессов: оползневых, эрозионных, солифлюкционных. На примере Русской равнины (рис. 3) видно, что наименьшей устойчивостью обладают экосистемы Средне-Русской возвышенности, правобережья Волги и Среднего Заволжья, а относительно устойчивы территории Нижнего Поволжья и Калмыкии. О влиянии морфометрии рельефа на пораженность территории опасными процессами (в данном случае овражной эрозией) можно судить по сравнению рисунков 3 и 4. Во многих случаях величины густоты долинно-балочного и овражного расчленения коррелируются, что вполне естественно. Несоответствие между ними объясняется влиянием на оврагообразование таких факторов как залесенность территорий и их неодинаковое сельскохозяйственное освоение. Комплексная оценка динамики современного рельефа по специализированным картам экзогенных процессов (рис. 5) позволяет уверенно проводить границы экосистем разных степеней устойчивости к физическому техногенному воздействию.

Своеобразие рельефа как экологического фактора заключается в том, что его реакция на физическое воздействие и загрязнение неодинаковая. По способности к самоочищению рельеф можно подразделить на три основные категории:

Области преобладания сноса и денудации (возвышенные междуречья, верхние части склонов, эрозионные типы рельефа). Отличаются активной горизонтальной и ограниченной вертикальной миграцией поверхностного загрязнения, его значительным площадным распространением и рассеиванием. Очищение поверхности вцелом значительное, однако не исключено образование ареалов временной повышенной концентрации загрязнения в руслах. тальвегах и у оснований склонов.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8