Области преобладания аккумуляции (днища котловин, шлейфы и конусы выноса, русла и поймы в низовьях крупных рек). Опасны возникновением локальных, линейных или значительных по площади ареалов повышенного загрязнения. Слабая горизонтальная миграция поверхностного загрязнения при благоприятных условиях может стимулировать загрязнение грунтов и водоносных горизонтов.

Области преобладания транзита (склоны, придолинные зоны, средние звенья гидросети), в пределах которых в условиях активной горизонтальной миграции вещества его баланс может от равновесного периодически переходить в отрицательный или положительный. Это влечет за собой изменение способности территории к самоочищению.

Отмеченная выше неадекватность реакции рельефа на различные виды техногенного воздействия заключается в том, что наиболее устойчивые к деструктивным процессам комплексы обладают повышенной потенциальной опасностью загрязнения. Напротив, наиболее динамичные комплексы относятся к наиболее самоочищамым. На примере рельефа еще раз убеждаемся в сложности интегральной оценки природного потенциала и в важности оценки устойчивости геологической среды по отношению к определенным видам техногенного воздействия.

Почвы представляют собой буферную зону между внешними оболочками Земли и литосферой. На преобладающей площади суши, за исключением русел рек и выходов на поверхность горных пород., загрязнение попадает в геологическую среду через почвы, которые играют роль своеобразных фильтров. Физическое воздействие на литосферу также часто начинается с эрозии или перемещения почвогрунтов. В названии почвы заключена важная и многоплановая информация экологического значения, а сведения о структуре почвенного покрова дают представление о строении экосистем. В общем случае способность почв накапливать, сохранять или удалять загрязнение зависит от реакции среды (табл. 11) и преобладающего типа водного режима (табл. 12).

Почвы северных регионов (тундровой и таежной зон) характерны низкой гумусностью, слабо развитой структурой, кислой реакцией среды, оглеенностью, торфянистостью и мерзлотностью. Они мало устойчивы к механическому воздействию и закислению. Разложение загрязняющих веществ в этих почвах происходит очень медленно. Подвижность многих соединений, опасная для растений, и переувлажнение могут обеспечивать относительно быстрое удаление загрязняющих веществ при условии значительного стока и дренажа. При движении к югу перечисленные свойства почв закономерно меняются, и черноземные почвы степной зоны приобретают высокую устойчивость к эрозии и кислотным осадкам, а также способность "переваривать" загрязнение. Однако миграция загрязнений здесь становится ограниченной. Почвы южных областей (каштановые и бурые пустынно-степные) во всех отношениях мало устойчивы, подвержены эрозии, засолению и загрязнению. Устойчивы они лишь к закислению. При движении от западных районов СНГ к центральным качество почв в пределах одного типа снижается. Либо нарастает оглеенность и мерзлотность, либо снижается гумусированность и нарастает засоление. Одновременно снижается отзывчивость почв на удобрения.

Дифференциация условий почвообразования, главным образом климатических и отчасти геоморфологических и мерзлотных, позволяет выделить широтные почвенно-экологические зоны, а в их пределах провинции или региональные категории. Структура почвенного покрова в пределах провинций в свою очередь дифференцируется в зависимости от особенностей рельефа, его абсолютных высот и специфики расчленения. При этом почвы засушливых и континентальных регионов более чувствительны к изменениям рельефа, образуют более контрастные и дробные структуры.

Основные региональные различия интенсивности разложения органического техногенного загрязнения в почвах отражены на рис. 6. Можно видеть, что потенциальная опасность накопления в почвах органических продуктов техногенеза связана с поступлением органики от растительного опада и с интенсивностью его разложения. Первый фактор слабо действует в северных регионах СНГ и ослаблен вдоль его южных рубежей, имея максимальное влияние в подзоне смешанных лесов и в лесо-степной зоне. Влияние второго фактора закономерно увеличивается с севера на юг.

Нефтяное загрязнение – одно из важных видов химического воздействия на почвогрунты. Скорости разложения нефтепродуктов в почвах зависят от температуры и влажности. В жарком и влажном климате они в 500 раз выше, чем в холодном. Активность разложения возрастает при переходе от восстановительных условий болот к окислительным в дренированных почвах. Помимо этого кислый класс водной миграции в сочетании с промывным режимом способствует выщелачиванию и удалению нефтепродуктов. Велика роль и поглотительной способности почв. Она выше у глинистых и богатых гумусом почв. Минимальная поглотительная способность наблюдается у песчаных подзолистых почв (1–10 мг/экв. на 100г сухого вещества), а максимальная у черноземов на лессах и у торфяно–болотных почв (до 100 и более мг/экв.). Вцелом же поглотительная способность загрязненных нефтью почв снижается. Поэтому рекомендуется вносить в загрязненные почвы удобрения для поддержания необходимой активности процесса разложения нефтепродуктов. Масштабы загрязнения почв нефтью и активность процесса их восстановления зависят от состава нефтепродуктов, свойств почв и климатических условий. Сочетание этих факторов весьма неблагоприятно в северных и восточных нефтедобывающих регионах СНГ, где использование загрязненных почв возможно через 15–20 лет. Западные, центральные и южные регионы СНГ в этом отношении более благоприятны.

4.0 Методы и критерии оценки экологического состояния геологической среды

4.1. Аналитические методы

Аналитические методы играют основную роль в оценке состояния компонентов геологической среды, поскольку лишь с их помощью можно представить виды и масштабы загрязнения почв, горных пород и подземных вод. Важность этих методов связана с тем, что именно загрязнение – наиболее опасный для человека, животных и растений вид техногенного воздействия на природу. Вместе с тем химические анализы почв, грунтов и подземных вод весьма дороги и трудоёмки. Аналитические данные обычно бывают недостаточными, что в свою очередь приводит к использованию косвенных показателей. Так, о загрязнении пород и подземных вод пытаются судить по концентрациям загрязнителей в атмосфере и снеговом покрове, в растительности, почвах и поверхностных водах. Ценность количественных показателей, получаемых при химическом опробовании снижается из–за недостаточно разработанной методики определения ПДК для многих загрязняющих веществ. Экстраполяция "точечных" или локальных измерений на большие площади затрудняется недостатком данных о закономерностях разложения и миграции соединений в литосфере.

Загрязнение почв при учете их буферных свойств служит важным критерием состояния близких к поверхности пород и подземных вод (табл. 11). Многие показатели таблицы являются критическими для человека. Следует отметить, что для растений эти показатели в 2–7 раз ниже. В промышленных районах и крупных городах проблемы загрязнения почв в значительной степени сводятся к накоплению в них тяжелых металлов (табл. 12). Пределы колебаний приведенных в таблице величин связаны с тем, что для песчаных и супесчаных почв эти пределы в несколько раз ниже чем для суглинистых и глинистых. Это обстоятельство имеет особое значение для состояния почвообразующих пород, так как в легких по механическому составу почвогрунтах активная вертикальная миграция загрязнения приводит к его быстрому проникновению на значительные глубины. Отдельного рассмотрения заслуживают почвогрунты городов и промышленных зон, низкая устойчивость которых (почвогрунтов) обусловлена снижением гумусности, потерей структуры, образованием таких новых видов почвогрунтов как урбаноземы (глубоко переработанные), индустриземы (химически преобразованные) и урботехнозёмы (насыпные).

Методы оценки загрязнения геологической среды в нефтегазоносных районах весьма разнообразны, вследствие значительной номенклатуры показателей, требующих определения. При этом в зависимости от утилизации отходов бурения важность тех или иных показателей меняется (2). При оценке сбрасываемых на поверхность загрязненных вод важны такие их отрицательные свойства как содержание нефтепродуктов, токсичных солевых компонентов, тяжелых металлов, а также реакция среды. Используемые при этом методы: отгонка нефтепродуктов (точность – 5 мг/л), осаждение хлоридов (точность – 2–4 мг/л), титрование сильной кислотой для определения щелочности. При использовании сточных вод для заводнения пластов важным является оценка содержания сероводорода и железа. Для определения содержания последнего применяются атомно-абсорбционный и калориметрический методы. Опасность для водных систем представляет присутствие в сточных водах, кроме нефтепродуктов, взвешенных веществ и коллоидных частиц минеральной и органической природы, а также растворенных солей и эвтрофирующих агентов – фосфора, серы, азота. В большинстве случаев сточные воды нефтегазовых месторождений не удовлетворяют требованиям утилизации и требуют очистки. Основные методы, используемые при этом:

-  гравитационный для взвесей;

-  коагуляционный для коллоидов;

-  окисление, абсорбция и аэрирование для растворимых органических веществ и газов;

-  ионный обмен и мембранный метод для растворимых минеральных солей.

Общее влияние загрязнения подземных вод на состояние геологической среды оценивается по совокупному учету качества воды (концентрации загрязнителей относительно ПДК) и площадей загрязнения (табл. 13).

К аналитическим методам оценки нарушенности геологической среды относятся подсчеты числа и объемов техногенных форм рельефа. в том числе рассмотренные выше определения величин коэффициента антропогенного морфогенеза и геотехнического коэффициента. К этой категории также относятся многочисленные подсчеты величин смыва почв и их загрязнения (табл. 14 и 15). Известны количественные методы расчета уплотнения грунтов и техногенно обусловленных опусканий земной коры на площадях добычи нефти и газа и в границах крупных городов (до 2.5 м. на Апшеронском полуострове и до 10 см. на территории Москвы. Оценка нарушения режима подземных вод базируется на определении изменений их уровней и дебитов в скважинах, а в шахтах путем измерения объемов откачек и прорывов воды из вскрытых горизонтов.

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