Эколого-геологическая оценка состояния природной среды Зауральского пенеплена в пределах Свердловской области
Оценочные критерии современного экологического состояния геологической среды, принципы их картографического отображения. Интегральная оценка экологического состояния геологической среды территории Зауральского пенеплена в пределах Свердловской области.
| Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
| Вид | автореферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 14.08.2018 |
| Размер файла | 3,3 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук
Эколого-геологическая оценка состояния природной среды Зауральского пенеплена в пределах Свердловской области
Специальность 25.00.36 - «Геоэкология (науки о Земле)»
На правах рукописи
Рубан Наталья Валентиновна
Екатеринбург - 2011
Работа выполнена на кафедре гидрогеологии, инженерной геологии и геоэкологии ГОУ ВПО «Уральский государственный горный университет»
Научный руководитель - заслуженный деятель науки РФ, доктор геолого-минералогических наук, профессор Грязнов Олег Николаевич
Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук, профессор Осовецкий Борис Михайлович
кандидат геолого-минералогических наук, доцент Новиков Виталий Прокофьевич
Ведущая организация - Институт геологии УНЦ РАН, г. Уфа
Защита состоится «30» июня 2011 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.280.01 при ГОУ ВПО «Уральский государственный горный университет» по адресу: 620144, ГСП, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева 30, III учебный корпус, ауд. 3326.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Уральский государственный горный университет»
Автореферат разослан «30» мая 2011 г.
Ученый секретарь диссертационного совета Макаров А.Б.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
экологический геологический зауральский картографический
Актуальность работы. Свердловская область - старейший горнопромышленный район страны. Здесь возникли первые на Урале железоделательные заводы, давшие жизнь городам Екатеринбург, Нижний Тагил, Каменск-Уральский и другим. Богатства недр дали толчок к быстрому экономическому развитию Урала, который уже в XVIII веке занимал ведущее место в мировой металлургии.
Горнодобывающая промышленность Северного и Среднего Урала имеет более чем трехвековую историю. Многие месторождения - Североуральские бокситовые рудники, железорудные месторождения Тагило-Кушвинского района, Качканарское месторождение железованадиевых руд, медноколчеданные месторождения Дегтярского и Кировградского районов, Баженовское месторождение хризотил-асбеста, Березовское золоторудное месторождение и другие - разрабатываются десятки и сотни лет.
Интенсивная многолетняя горнодобывающая деятельность привела к весьма существенным изменениям природного состояния геологической среды, к снижению естественной защищенности подземных вод, активизации геохимических и геомеханических процессов. В пределах горных отводов действующих и уже прекративших свое существование предприятий формируется типичный «техногенный ландшафт».
Для территории Зауральского пенеплена характерным является ее насыщенность горнодобывающими, энергетическими, металлургическими, машиностроительными и градообразующими комплексами с функционированием разнообразных сопутствующих производств, что в совокупности создает высокую техногенную нагрузку на различные сферы природной среды. Все это обусловило масштабное преобразование естественных ландшафтов, химическое, местами нефтяное, пылевое загрязнение почв, донных осадков, поверхностных и подземных вод , создало в регионе напряженную экологическую обстановку вблизи крупных промышленных центров, где загрязнение и другие негативные процессы достигли угрожающего, а местами катастрофического уровня.
Необходимость объективной оценки современного экологического состояния геологической среды, а также выявления основных природных и техногенных факторов, формирующих эту ситуацию, вызвана напряженной экологической обстановкой на территории Зауральского пенеплена, что и определяет актуальность проведённых исследований.
Основная идея работы заключается в разработке и внедрении научно-методических основ и принципов оценки, картографического отображения экологического состояния геологической среды территории Зауральского пенеплена, с учётом роли природных и техногенных факторов в формировании эколого-геологических условий.
Цель исследований - интегральная оценка экологического состояния геологической среды, ее техногенных изменений. Понятие «экологическое состояние геологической среды» включает, прежде всего, оценку степени её пригодности для обитания человека и оптимального развития экосистемы.
Задачи исследований:
1. Разработка принципов и методических основ оценки экологического состояния геологической среды территории Зауральского пенеплена.
2. Выявление природных факторов формирования эколого-геологических условий территории Зауральского пенеплена в пределах Свердловской области.
3. Выявление техногенных факторов, формирующих эколого-геологические условия территории.
4. Выбор критериев, принципов типизации геологической среды, показателей оценки её экологического состояния.
5. Создание комплекта карт, характеризующих состояние компонентов геологической среды, для её дальнейшей интегральной оценки.
6. Оценка экологического состояния геологической среды территории Зауральского пенеплена.
Фактический материал. В основу работы положен фактический материал, полученный автором в процессе полевых эколого-геологических работ на территории Каменска-Уральского промузла в масштабе 1:50 000, листы О - 41 - 124 - Г и О - 41 - 124 - Б, в составе партии Четвертичной геологии ОАО УГСЭ в 1993 г. и во время участия в составлении эколого-геологической карты масштаба 1:500 000 Свердловской и Курганской областей, в составе той же партии, в 1998 г., а также в ходе проведения учебной геолого-съёмочной практики со студентами-гидрогеологами на территории Сухоложского полигона. Кроме того, были использованы опубликованные и фондовые работы. Полученные материалы обработаны автором в период обучения в заочной аспирантуре (2006 - 2010 гг.).
Методы исследований. В работе использован комплекс методов, включающий: изучение, анализ и обобщение геологических, гидрогеологических, геохимических, инженерно-геологических, геоэкологических материалов, фондовой и опубликованной литературы по изучаемой тематике; маршрутные исследования и опробование, лабораторные исследования с применением современных методов анализа состояния горных пород, почв и вод; математические методы обработки результатов с использованием компьютерных технологий; методы создания картографических моделей.
Научная новизна:
· Впервые проведена детальная оценка экологического состояния геологической среды территории Зауральского пенеплена в пределах Свердловской области.
· Выявлены основные природные и техногенные факторы, определяющие специфику эколого-геологической обстановки территории пенеплена.
· Предложены оценочные критерии современного экологического состояния геологической среды, а также принципы их картографического отображения.
Практическая значимость. Результаты исследований учтены при разработке природоохранных мероприятий административными и экологическими организациями Свердловской области и муниципалитетов территории Зауральского пенеплена. Они могут быть использованы для обоснования, планирования, составления предпроектной документации и разработки природоохранных схем на урбанизированных территориях других районов области. Полученные материалы используются на кафедре гидрогеологии, инженерной геологии и геоэкологии УГГУ при чтении лекций, проведении лабораторных и практических занятий по курсам: «Основы почвоведения и геохимии ландшафтов», «Инженерная геодинамика», «Экология», «Геоэкология», при дипломном проектировании, а также в период руководства геолого-съёмочной практикой студентов-гидрогеологов на базе Сухоложского полигона.
Защищаемые положения:
1. Экологическое состояние природной среды Зауральского пенеплена определяется природными условиями Свердловской области, техногенной трансформацией геологической среды Зауралья, наличием и проявлением экологически опасных объектов и процессов.
2. Эколого-геологическая оценка состояния природной среды Зауральского пенеплена базируется на детальном изучении и объективной оценке состояния приземной атмосферы, почв, грунтов и донных отложений, поверхностных и подземных вод, испытывающих негативное воздействие горнодобывающего, промышленного, селитебного, сельскохозяйственного и транспортного комплексов.
3. Эколого-геологическое районирование Зауральского пенеплена основано на интегральной оценке территории по совокупности и интенсивности проявления природных и техногенных факторов, отражённых на картографических материалах, с ранжированием их значимости в каждой точке расчётной сети. В целом территория характеризуется удовлетворительным экологическим состоянием с развитием очагов напряжённого, критического и кризисного состояния геологической среды.
Апробация работы. Отдельные вопросы работы докладывались и обсуждались на Всероссийской научно-практической конференции ВСЕГИНГЕО «Геоэкологическое картографирование» (Москва, 1998); Международной научной конференции «Новые типы инженерно-геологических и эколого-геологических карт» (Москва, 2001); Международной научно-практической конференции «Техногенная трансформация геологической среды» (Екатеринбург, 2002); Всероссийской научно-практической конференции «Эколого-геологические проблемы урбанизированных территорий» (Екатеринбург, 2006); Молодёжной научно-практической конференции, проводимой в рамках Уральской горнопромышленной декады (Екатеринбург, 2004, 2005, 2006); научных семинарах кафедры гидрогеологии, инженерной геологии и геоэкологии и факультета геологии и геофизики УГГУ (2006 - 2010).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, из них 2 статьи и 7 материалов конференций.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Объём работы составляет 200 страниц, в том числе 36 рисунков, 11 таблиц. Список использованной литературы включает 142 наименования.
Во введении показаны актуальность исследований, цели и задачи работы, научная новизна и практическая значимость. В первой главе рассмотрено состояние вопроса, сделан обзор существующих методик эколого-геологической оценки территорий, произведён анализ ранее проведённых работ. Во второй главе охарактеризованы природные условия Свердловской области и рассмотрены природные факторы формирования эколого-геологических условий Зауральского пенеплена.
Третья глава посвящена изложению комплекса техногенных факторов, влияющих на современное экологическое состояние геологической среды.
В четвёртой главе выполнена эколого-геологическая оценка состояния компонентов природной среды Зауральского пенеплена. В пятой главе рассмотрено районирование Зауральского пенеплена на основе комплексной интегральной оценки состояния геологической среды. В заключении сформулированы основные результаты выполненных исследований.
Благодарности. Автор выражает глубокую признательность своему научному руководителю, заслуженному деятелю науки РФ, доктору геолого-минералогических наук, профессору О.Н. Грязнову за постановку темы работы, постоянные консультации и помощь при её выполнении; доктору геолого-минералогических наук, профессору О.М. Гуман и доктору технических наук, профессору С.Н. Тагильцеву за поддержку и ценные замечания по существу работы; кандидату геолого-минералогических наук, доценту М.Н. Томину и геологу А.В. Иванову за помощь в составлении и обработке рисунков. Автор искренне благодарен сотрудникам кафедры гидрогеологии, инженерной геологии и геоэкологии УГГУ за постоянное внимание и советы, а также коллективу партии Четвертичной геологии ОАО УГСЭ за помощь в сборе информации и создании картографических моделей.
ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1. Экологическое состояние природной среды Зауральского пенеплена определяется природными условиями Свердловской области, техногенной трансформацией геологической среды Зауралья, наличием и проявлением экологически опасных объектов и процессов (главы 2, 3).
Необходимость проведения эколого-геологических исследований вызвана напряженной экологической обстановкой территории. В основу предлагаемой методики положены методические документы ВСЕГИНГЕО для геоэкологических исследований масштабов 1:200 000, 1: 500 000 и 1: 1 000 000, а также методика эколого-геологического картографирования, разработанная на кафедре гидрогеологии, инженерной геологии и геоэкологии УГГУ.
Своеобразие природных условий Зауральского пенеплена обусловлено его географическим положением.
Условные обозначения: 1 - 3 структурные мегазоны Среднего Урала; 1 - Предуральский краевой прогиб; 2 - открытые структуры горно-складчатого Урала (2а - Западно Уральская зона линейной складчатости; 2б - Центрально-Уральское поднятие; 2в - Тагило-Магнитогорский прогиб; 2г - Восточно-Уральская область поднятий и сопряжённых прогибов); 3 - Зауралье
Карта физико-географического (по Прокаеву В.И.) и тектонического (по Золоеву К.К.) районирования Свердловской области
В целом территория пенеплена относится к денудационным цокольным равнинам, в которых горные породы, слагающие палеозойские структуры, выступают, по сути, на поверхность и перекрыты лишь небольшим слоем продуктов выветривания. Территория Зауральского пенеплена расположена в пределах Восточно-Уральской области поднятий и сопряжённых прогибов (см. прил. 1). В геологическом строении принимают участие весьма разнообразные комплексы пород и геологических структур. Для исследуемой территории пенеплена характерно также широкое развитие осадочно-вулканогенной толщи силура - девона (сланцы, известняки, лавы и их туфы), часто прорванной значительными и небольшими разновозрастными и разнообразными по составу интрузивными породами. Встречаются также вулканогенные отложения девона и комплексы вулканогенно-осадочных и осадочных пород карбона. Лавы и их туфы сменяются известняками, песчаниками, алевролитами и аргиллитами.
Распространение подземных вод имеет черты, типичные для гидрогеологических структур складчатых поясов и платформенных структур ярусного строения.
Ландшафты пенеплена - южно-таёжные и лесостепные с преобладанием серых лесных почв и оподзоленных черноземов.
В техногенных процессах следует выделить основные: подтопление, осушение, проседание дневной поверхности, сдвижение горных пород, пучение, прорывы вод в горные выработки, наводнения и др.
К числу современных геодинамических процессов (СГП), имеющих региональное развитие, относятся: выветривание, эрозия, оврагообразование, карст, суффозия, гравитационные процессы, болотообразование и др.
Поскольку эти процессы формируют сегодняшний облик ландшафта, а также оказывают определенное влияние на эколого-геологическое состояние природной среды, то в связи с этим была проведена геодинамическая оценка урбанизированных территорий исследуемого района по степени проявления природных и техногенных рисков и по результатам составлена карта современной геодинамической опасности территории (глава 3) на которой показана интенсивность проявления процессов в виде псевдоформулы, отражающей динамику геологической среды.
В качестве примера:
Алапаевск (тх55,к120,эр210,ск10,тпс5)/кп10, где ТХ - процессы техногенеза в %; природные процессы: К1 - карст карбонатный; ЭР2 - процессы глубинной эрозии в %; СК - склоновые процессы (делювий, пролювий) в %, ТПС - активизация склонового смыва (дефлюкция) в % в числителе и КП - криогенное (морозное) сезонное пучение в % в знаменателе. Более полные сведения о СГП в населённых пунктах представлены ниже (табл.1).
Таблица 1. Перечень населенных пунктов, подверженных воздействию СГП (пораженность территории и интенсивность проявления СГП)
|
Населенные пункты |
Пораженность территории и интенсивность проявления СГП |
|
|
Верхняя Салда |
(тх50,эр225,ск10,тпс10,зб5)/ кп10 |
|
|
Нижняя Салда |
(тх40,эр220,ск20,сф10,тпс5)/кп10 |
|
|
Алапаевск |
(тх55,к120,эр210,ск10,тпс5)/кп10 |
|
|
Артемовский |
(тх40,ск30,эр110,сф10,тпс5,зб5)/кп12 |
|
|
Реж |
(тх50,к120,сп10,эр210,тпс5,зб3)/кп8 |
|
|
Сысерть |
(тх40,ск30,эр220,зб5,тпс5)/кп5 |
|
|
Асбест |
(тх70,ск10,тсп10,сл8)/кп7 |
|
|
Каменск-Уральский |
(тх50,к130,эр110,ск5,ос5)/кп15 |
|
|
Сухой Лог |
(тх35,к130,ск15,эр210,тпс5)/кп12 |
|
|
Богданович |
(тх30,к130,пл25,эр210,тпс5)/кп10 |
Примечание: зб-заболачивание, сф-суффозия, сл-солифлюкция, ос-осыпи.
Разнообразие геохимических спектров рудных объектов обусловило достаточно широкое распространение природных геохимических аномалий с развитием МПИ (табл. 2).
Основные виды воздействия на компоненты природной среды Зауральского пенеплена связаны с наличием техногенных и экологически опасных объектов, которые выражаются в механических нарушениях, химическом, пылевом и радиоактивном загрязнении компонентов ландшафтов.
Таблица 2. Основные МПИ территории Зауральского пенеплена и пограничных районов
|
Полезное ископаемое |
Название месторождения |
Административное положение |
|
|
Асбест |
Баженовское |
г. Асбест |
|
|
Бокситы |
ЮУБР |
г. Каменск-Уральский |
|
|
Железные руды |
Алапаевский тип |
Алапаевский район |
|
|
Золото |
Берёзовское |
г. Берёзовский |
|
|
Каменный и бурый уголь |
Егоршинское, Буланашское Еловская группа |
г. Артёмовский Алапаевский район |
|
|
Медь и медно-цинковые руды |
Сафьяновское |
г. Реж |
|
|
Никель |
Липовское |
г. Реж |
|
|
Самоцветы |
Мурзинское Изумруд |
Алапаевский район п. Малышева |
|
|
Строительные материалы |
Повсеместно |
||
|
Хромиты |
Алапаевский район |
||
|
Цементное сырьё |
Троицко-Байновское Сухоложское |
г. Богданович г. Сухой Лог |
Общее загрязнение территории, вблизи техногенных ландшафтов, определяется разработкой месторождений полезных ископаемых, характером используемого топлива, типом транспорта, интенсивностью движения транспорта, способом разработки месторождения, сбросами промышленных предприятий, утечками канализационных стоков, хозяйственной и сельскохозяйственной деятельностью человека, действующей БАЭС, наличием следов Кыштымской (ВУРС) и Чернобыльской (Восточно-Чернобыльский след) аварий.
2. Эколого-геологическая оценка состояния природной среды Зауральского пенеплена базируется на детальном изучении и объективной оценке состояния приземной атмосферы, почв, грунтов и донных отложений, поверхностных и подземных вод, испытывающих негативное воздействие горнодобывающего, промышленного, селитебного, сельскохозяйственного и транспортного комплексов (глава 4).
Эколого-геологическое состояние природной среды территории Зауральского пенеплена является неблагоприятным. Большое количество пыле-газовых выбросов характерно для промышленных предприятий. Значительным источником загрязнения приземной атмосферы является автотранспорт. Из продуктов сгорания, выбрасываемых автомобилями, кроме угарного газа, оксидов азота и серы, широко распространены бенз(а)пирен, фториды и взвешенные вещества. В г. Каменске-Уральском превышение ПДК в пределах 1-1,5 наблюдалось по диоксиду азота, твёрдым фторидам и взвешенным веществам. ПДК выше двух у бенз(а)пирена (рис.1).
Крупные аварии и катастрофы усугубили экологическую ситуацию в регионе. Наиболее крупная катастрофа произошла на Урале в 1957 году - Кыштымский радиоактивный выброс. Его радиоактивный след захватил юго-восточные районы Свердловской области (Восточно-Уральский радиоактивный след - ВУРС). Не обошла стороной территорию Чернобыльская авария 1986 года. Необходимо также отметить влияние Белоярской АЭС на загрязнение приземной атмосферы на территории Зауральского пенеплена (рис. 2).
Рис. 1. Динамика среднегодовых концентраций (в долях ПДК) приоритетных загрязняющих веществ атмосферы города Каменск-Уральского (Госдоклад, 2009)
Гидролитогеохимической съемкой поверхностных вод и донных осадков было отмечено наличие в них пестицидов, тяжелых металлов и других токсичных компонентов (фтора, нитратов, хлора и др.). Сильно загрязненными оказались все крупные водные артерии исследуемой территории (рр. Исеть, Пышма и др). (рис. 3, 4). Среднегодовые концентрации меди, никеля, цинка в р. Пышма ниже по течению от г. В. Пышма в 2009 году составили соответственно 70, 12 и 5 ПДК. Содержания нитритов, аммония соответственно достигали 22 и 30 ПДК. Концентрация железа (общего) составила 25 ПДК, марганца - 15 ПДК.
Рис. 2. Среднегодовые и максимальные суточные значения суммарной бета-активности атмосферных выпадений в 30-км зоне БАЭС, Бк/м2 сутки (Госдоклад, 2009)
Содержание трудноокисляемых органических веществ и нефтепродуктов - 2,5 ПДК. Река Исеть также сильно загрязнена. Ниже г. Екатеринбурга у д. Большой Исток, среднегодовая концентрация меди превысила норму в 44 раза, цинка - в 5 раз, марганца - в 20 раз, азота-аммония - в 3 раза, азота-нитритов - в 6 раз, легкоокисляемых органических веществ (по БПК5) - в 3 раза, железа общего - в 6 раз. Большая пестрота химического состава поверхностных и подземных вод на водозаборах, повышенная минерализация их отмечается в индустриальных городах Зауральского пенеплена. В некоторых скважинах установлено повышенное содержание таких компонентов, как бор, бром, железо, марганец.
Рис. 3. Динамика качества воды р. Пышмы ниже по течению от г. В. Пышма по повторяемости случаев превышения ПДК за последние 5 лет (Госдоклад, 2009)
Рис. 4. Динамика качества воды р. Исети ниже по течению от г. Екатеринбурга по повторяемости случаев превышения ПДК за последние 5 лет (Госдоклад, 2009)
Почвы и донные осадки значительной части территории существенно загрязнены тяжелыми металлами, особенно в селитебных и промышленных зонах городов и рабочих поселков. Среднее содержание ртути в донных осадках в пределах пенеплена составляет 0,015 г/т, максимальное - 0,6-1,5 г/т. Среднее содержание свинца в донных осадках рассматриваемой территории составляет 11 г/т. Не очень большая (локальная) аномалия выявлена в районе впадения р. Сысерть в р. Исеть. Центр аномалии расположен в 7 км к юго-востоку от пос. Двуреченск, содержание свинца превышает средние значения в 5-7 раз. На рассматриваемой территории выделяются аномалии цинка, техногенная природа которых не вызывает сомнения. Это значительная аномалия цинка в районе г. Режа, где его содержания составляют 110-200 г/т. Крупная аномалия цинка расположена в 20 км к юго-востоку от г. Екатеринбурга и охватывает г. Арамиль, посёлки Двуреченск и Бобровское. Максимальные содержания цинка фиксируются в районе пос. Бобровского и составляют 200-500 г/т. Аномальные значения цинка 110-200 г/т наблюдаются в сельской местности Зауралья, что связано с применением удобрений и ядохимикатов. Если сравнить загрязнение почв территории Зауральского пенеплена по показателю Zc с остальными городами Свердловской области, можно сделать следующий вывод. Самые загрязнённые почвы в г. Реже -загрязнение по Zc достигает 80 и более, что соответствует опасной категории загрязнения. В г. Асбесте загрязнение достигает 32 - умеренно-опасная категория загрязнения. В остальных городах пенеплена - Алапаевске, Каменске-Уральском, Сухом Логу, Артёмовском и Богдановиче - загрязнение по Zc не достигает 16. По сравнению с остальной территорией Свердловской области, степень загрязнения почв Зауральского пенеплена не имеет особых отличий. (рис. 5). Все отмеченные особенности учтены при составлении детальной карты эколого-геологических условий Зауральского пенеплена, представленной в тексте диссертации.
Рис. 5. Загрязнение почв Свердловской области тяжёлыми металлами (Госдоклад, 2009)
3. Эколого-геологическое районирование Зауральского пенеплена основано на интегральной оценке территории по совокупности и интенсивности проявления природных и техногенных факторов, отражённых на картографических материалах, с ранжированием их значимости в каждой точке расчётной сети. В целом территория характеризуется удовлетворительным экологическим состоянием с развитием очагов напряжённого, критического и кризисного состояния геологической среды (глава 5).
Проведение экологической оценки состояния геологической среды базируется на ранжировании территории по роли природных условий и источников техногенных воздействий. Результатом исследований является построение картографических моделей, содержащих полученную информацию о состоянии отдельных компонентов геологической среды и отражающих эколого-геологические условия территории в целом, а также имеющих прогнозный характер при планировании различных видов техногенной нагрузки. Оценка экологического состояния геологической среды выполнена с использованием приёмов функционального анализа. На его основе создана карта интегральной оценки современного состояния геологической среды, с ранжированием по виду факторов и представленная картой типологического районирования (прил. 2). Выбор оценочных критериев определяется природными и техногенными факторами. Численная оценка критериев приведена в табл. 3.
Анализ интегральной оценки экологического состояния геологической среды показал следующие особенности территории Зауральского пенеплена:
Территория, относимая к кризисной, - более 50 баллов, составляет около 1 % всей площади пенеплена и располагается в районе г. Нижняя Салда. Компоненты геологической среды, подвергшиеся техногенным изменениям, по значимости распределяются в следующем порядке: степень нарушенности ландшафтов, радиоактивное загрязнение почв, химическое загрязнение почв по показателю Zc, модуль техногенной нагрузки, поражённость территории ЭГП, химическое загрязнение подземных вод.
Территории с суммой баллов более 40 (критическое состояние) - 10 % площади: Верхняя Салда, Алапаевск, Малышева, Арамиль, Каменск-Уральский. Распределение компонентов: степень нарушенности ландшафтов, радиоактивное загрязнение почв, модуль техногенной нагрузки, химическое загрязнение почв по показателю Zc, поражённость территории ЭГП.
Таблица 3. Критерии оценки экологического состояния природной среды и ее компонентов
|
Компоненты природной среды |
Номер компонента |
Показатели |
Экологическая оценка в баллах (цифры в скобках - оценочные баллы) |
||||
|
Почвы |
1 |
Химическое загрязнение тяжелыми металлами (по показателю Zc) |
Допустимое 8-16 (1) |
Умеренно опасное 16-32 (4) |
Опасное 32-128 (7) |
Чрезвычайно опасное >128 (10) |
|
|
2 |
Радиоактивное загрязнение почв а) радиоактивность, мкр/ч |
Допустимое 15 (1) |
Умеренно опасное 16-25 (3) |
Опасное 26-35 (5) |
Чрезвычайно опасное >36 (7) |
||
|
3 |
б) плотность поверхностного загрязнения цезием - 137 Кu /км2 |
0,1-1 (1) |
1.0-5.0 (3) |
||||
|
Литогенная основа |
4 |
Пораженность территории экзогенными геологическими процессами в % (карст, боковая эрозия, оврагообразование, делювиальный смыв, засоление, солифлюкция) |
Допустимое <5 (1) |
Умеренно опасное 5-20 (3-5) |
Опасное 20-30 (6-8) |
Чрезвычайно опасное >30 (9-10) |
|
|
5 |
Эндогенными процессами (сейсмичность в баллах) |
Допустимое <5 (1) |
Умеренно опасное 5-6 (3) |
||||
|
Донные осадки |
6 |
Химическое загрязнение тяжелыми металлами (по показателю Zс) |
Допустимое 8-16 (1) |
Умеренно опасное 16-32 (3) |
Опасное 32-128 (6) |
Чрезвычайно опасное >128 (10) |
|
|
Подземные воды |
7 |
Химическое загрязнение вод на участках водозаборов согласно ГОСТ 2874-82 |
Допустимое (1) |
Умеренно опасное (3) |
Опасное (3) |
Чрезвычайно опасное (7) |
|
|
Процессы техногенеза |
8 |
Модуль техногенной нагрузки (Мт) |
Практически не измененные (1) |
Слабо измененные (3) |
Средне измененные (3) |
Сильно измененные (7) |
|
|
Ландшафты |
9 |
Степень нарушенности % |
Практически чистые <10 (1) |
Слабо загрязненные 10-25 (3) |
Средне измененные 25-50 (8) |
Сильно измененные >50 (10) |
|
|
Поверхностные воды как фактор влияния на состояние подземных вод |
10 |
Загрязненные химическими веществами в ПДК р.х. |
Допустимое |
Умеренно опасное |
Опасное |
Чрезвычайно опасное |
|
|
1-2 - класс опасности |
До 1 |
1-5 |
5-10 |
>10 |
|||
|
3-4 - класс опасности |
До 1 |
1-50 |
50-100 |
>100 |
|||
|
Растительность как фактор влияния на состояние почв и грунтов |
11 |
Степень деградации растительных комплексов, согласно индексу антропогенной трансформации, L |
Слабая <0,2 (1) |
Умеренная 0.2-1.0 (3) |
Сильная 1.0-10.0 (5) |
Катастрофическая >10.0 (7) |
Карта эколого-геологического районирования территории Зауральского пенеплена (9, 4, 6 - номера компонентов в порядке их значимости)
Масштаб 1:1 000 000
|
Сумма баллов |
20 |
30 |
40 |
50 |
>50 |
|
|
Цвет |
||||||
|
Интегральная оценка экологического состояния геологической среды |
Допустимая |
Удовлетворительная |
Напряженная |
Критическая |
Кризисная |
Более 30 баллов (напряжённое состояние) - 35 % территории: Асбест, Мурзинка, Ключевск, Лосиный, Верхнее Дуброво, Белоярский, Сухой Лог, Богданович. Компоненты: степень нарушенности ландшафтов, химическое загрязнение по показателю Zc донных осадков, поражённость территории ЭГП, химическое загрязнение подземных вод, степень деградации растительных комплексов.
Около 40 % - более 20 баллов (удовлетворительное состояние) - ведущие компоненты - модуль техногенной нагрузки и химическое загрязнение почв по показателю Zc.
Остальная территория, около 14 %, менее 20 баллов (допустимое состояние). Ведущие компоненты - модуль техногенной нагрузки, состояние поверхностных вод.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате проведённых исследований решены поставленные задачи и получены следующие результаты:
1. Составлен комплект эколого-геологических карт, который впервые дает представление об экологическом состоянии геологической среды Зауральского пенеплена, ее техногенных нарушениях.
2. Установлены природные факторы, определяющие эколого-геологические условия территории. К ним относятся: климатические особенности, сложные структурно-геологические и тектонические условия, активное развитие экзогенных геологических процессов и явлений, наличие разнообразных природных геохимических аномалий, проявляющихся как МПИ и их геохимические ореолы и сейсмичность. Вклад естественных факторов в формирование экологической обстановки Зауральского пенеплена является доминирующим.
3. Выявлены основные техногенные факторы, оказывающие воздействие на экологическое состояние геологической среды Зауральского пенеплена:
1 - разработка месторождений полезных ископаемых; 2 - градопромышленные агломерации; 3 - водохозяйственная деятельность; 4 - транспортные коммуникации; 5 - сельскохозяйственная деятельность; 6 - лесохозяйственная деятельность; 7 - наличие экологически опасных объектов (БАЭС, ВУРС). Техногенное воздействие на окружающую среду захватило большие площади, и наиболее значительное преобразование компонентов среды происходит в пределах техногенных ландшафтов горнодобывающих и промышленных предприятий. Искусственное изъятие или привнос вещества и энергии в геологическую среду повсеместно приводит к активизации существующих и возникновению новых опасных инженерно-геологических процессов.
4. Обоснованы оценочные критерии и их показатели для эколого-геологической оценки состояния геологической среды и созданы картографические модели на основе обобщения совокупной информации, наглядно и объективно отражающие эколого-геологические условия пенеплена.
5. Выполнена оценка современной экологической ситуации по всем компонентам природной среды. В целом для территории пенеплена характерным является ее насыщенность крупным промышленным производством, горно- и градообразующими промышленными комплексами с функционированием разнообразных сопутствующих производств, что в совокупности создает высокую техногенную нагрузку на различные сферы природной среды. Все это привело к масштабному преобразованию естественных ландшафтов, а также к химическому, радиоактивному и пылевому загрязнению почв, донных осадков, подземных и поверхностных вод, что создало в регионе напряженную экологическую обстановку в отдельных районах, вблизи крупных промышленных центров.
6. Произведено эколого-геологическое районирование Зауральского пенеплена. В целом территория характеризуется удовлетворительными и напряжёнными эколого-геологическими условиями. На территории пенеплена полностью отсутствуют практически не затронутые техногенезом участки. Сильное и чрезвычайное загрязнения приурочены к основным промышленным и горнодобывающим центрам исследуемой территории. Основными факторами, определяющими состояние геологической среды, являются: модуль техногенной нагрузки, химическое загрязнение почв и донных осадков, радиоактивное загрязнение почв и поражённость территории ЭГП. Представленные картографические модели эколого-геологических условий и оценки экологического состояния геологической среды можно использовать в дальнейшем для составления различных вариантов прогноза.
7. Полученные результаты могут быть полезны административным органам муниципалитетов территории Зауралья для принятия управленческих решений и разработки природоохранных мероприятий на экологически опасных объектах и площадях.
Список основных публикаций по теме диссертации
Работа, опубликованная в ведущем рецензируемом научном журнале, определенном Высшей аттестационной комиссией:
1. Рубан Н.В. Закарстованность карбонатных массивов как элемент риска при возведении инженерных сооружений в районе г. Каменска-Уральского// Изв. вузов. Горный журнал. 2008. № 4. С. 81-88.
Работы, опубликованные в других изданиях:
2. Опыт крупномасштабного эколого-геологического картирования в равнинном Зауралье/ Н.В. Рубан, Н.С. Глазырина, П.П. Ефанов и др.// Геоэкологическое картографирование: Материалы Всероссийской научно-практической конференции. М. Геоинформмарк, 1998. Ч. II. С. 97-100.
3. Рубан Н.В., Глазырина Н.С., Ефанов П.П. Эколого-геологическая карта Свердловской области// Новые типы инженерно-геологических и эколого-геологических карт// - Материалы международной научной конференции. М.: МГУ, 2001. С. 124-126.
4. Рубан Н.В., Шохин А.Л. Геоэкологическое районирование промышленных районов Свердловской области// Техногенная трансформация геологической среды: Материалы международной научно-практической конференции. Екатеринбург, 2002. С. 209 - 211.
5. Рубан Н.В. Подходы к оценке потенциальной устойчивости геосистем для целей геоэкологического районирования// Известия УГГГА. Специальный выпуск. Материалы Уральской горнопромышленной декады. Екатеринбург, 2004. С. 68 - 71.
6. Рубан Н.В. Принципы оценки экологического потенциала ландшафтов для целей геоэкологического районирования// Известия УГГГА. Вып. 19. Серия: Геология и геофизика, 2004. С. 56 - 61.
7. Рубан Н.В. Учёт воздействия природных стихийных явлений при оценке генетической устойчивости ландшафтов для целей геоэкологического районирования// Известия УГГГА. Специальный выпуск. Материалы Уральской горнопромышленной декады. Екатеринбург, 2005. С. 73 - 76.
8. Рубан Н.В., Глазырина Н.С. Оценка экологического состояния геологической среды в районе г. Каменска-Уральского// Эколого-геологические проблемы урбанизированных территорий: Материалы Всероссийской научно-практической конференции. Екатеринбург: УГГУ, 2006. С. 10-12.
9. Рубан Н.В. Эколого-геологическая оценка состояния природной среды промышленных районов Зауральского пенеплена// Известия УГГГА. Специальный выпуск. Материалы Уральской горнопромышленной декады. Екатеринбург, 2006. С. 70-72.
Размещено на Allbest.ur
...Подобные документы
История создания системы наблюдений, оценки и прогноза антропогенных изменений состояния биосферы. Содержание мониторинга геологической среды, определение допустимых техногенных нагрузок и оценка целесообразности применения различных форм строительства.
презентация [132,1 K], добавлен 17.08.2015Разработка комплекса методов для оценки современного экологического состояния территории района Раменское и прогноза возможных изменений окружающей среды под влиянием антропогенной нагрузки с целью предотвращения нежелательных экологических последствий.
курсовая работа [42,0 K], добавлен 21.04.2009Суть комплексного анализа геологической карты, основы орогидрографии, стратиграфия и тектоники. Прогнозирование площадей, перспективных для поисков полезных ископаемых, оценка их нефтегазоносности, реконструкция истории геологического развития района.
контрольная работа [25,6 K], добавлен 11.04.2012Закон напластования горных пород, который стал первым инструментом палеонтологов в процессе изучения истории жизни на нашей планете. Интерпретация геологической колонки креационистами. Десять неверных представлений о геологической колонке (эпохах).
реферат [628,1 K], добавлен 14.06.2015Минеральные воды, их происхождение, физические свойства и химический состав. Геоэкологическая характеристика восточных районов Вологодской области. Оценка экологического состояния минеральных вод региона. Перспективы по использованию минеральных вод.
дипломная работа [2,5 M], добавлен 12.08.2017Эколого-географическая характеристика Кореневского района. Методы изучения состояния компонентов природной среды и рекомендации по сохранению и улучшению ее качества. Геоэкологическое состояние атмосферного воздуха, почвенного и растительного покрова.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 18.06.2012Изучение месторасположения родников и их особенности. Природно-климатические условия Вологодской области. Характеристика качества родниковой воды источников вблизи дорог общего пользования. Необходимость улучшения экологического состояния родников.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 12.08.2017Задачи анализа геологической карты. Выделение поверхностей несогласия в стратиграфическом разрезе и анализ их значения в геологической истории района. Характеристика складчатых и разрывных нарушений. Определение возраста магматических образований.
курсовая работа [25,6 K], добавлен 14.01.2016Анализ подольско-мячковского горизонта по набору гидрогеологических, геологических и техногенных условий его состояния. Методика и этапы диагностирования и составления прогноза состояния системы по содержанию хлора в ее водах, необходимые расчеты.
курсовая работа [129,3 K], добавлен 21.04.2009Анализ русловых деформаций по сопоставленным и совмещенным планам. Построение продольного профиля по оси судового хода. Исследование скоростного режима участка съемки. Анализ экологического состояния участка реки с учетом влияния господствующих ветров.
курсовая работа [137,5 K], добавлен 21.11.2010Построение геологической карты местности. Рельеф, породы, участвующие в геологическом строении. Магматические горные породы. Расположение района на территории герцинской складчатой области. История геологического развития. Добыча полезных ископаемых.
реферат [20,2 K], добавлен 23.12.2012Создание физической модели анизотропии геологической среды на основе анализа амплитудно-частотных характеристик сейсмических волн, распространяющихся в слоистой среде. Техника безопасности при работе с сейсмостанцией и условия безотказной работы прибора.
диссертация [4,1 M], добавлен 24.06.2015Инженерное освоение и преобразование геологической среды. Физико-географический очерк Алтае-Саянского региона. Стратиграфия и тектоника. История геологического развития. Докайнозойские и кайнозойские этапы развития. Гидрогеологические условия.
курсовая работа [32,1 K], добавлен 26.02.2009Исследование истории геологического развития Самарской области. Изучение тектонического строения и рельефа территории. Характеристика минералов и горных пород, основных сфер их применения. Анализ геологических условий строительства в пределах г. Самары.
отчет по практике [2,8 M], добавлен 21.02.2014Причины возникновения оползней. Факторы образования техногенного генетического типа отложений. Овражная и плоскостная эрозия в пределах города. Проявления суффозии - процесса механического вымывания подземными водами пылевидных частиц из рыхлых пород.
реферат [13,1 K], добавлен 28.06.2015Физико-географическая характеристика Алтайского инженерно-геологического региона в пределах восточной части территории Казахстана. Инженерно-геологическая характеристика пород. Гидрогеологические условия, современные геологические процессы и явления.
курсовая работа [4,8 M], добавлен 11.03.2011Краткое описание точек геологических наблюдений, полученных при геологической съемке территории рек Сомня и Амгунь. Составление рабочей геологической карты, геологических разрезов, сводной стратиграфической колонки, карты фактического материала.
контрольная работа [19,7 K], добавлен 07.01.2013Уравнения состояния флюидов и пористой среды. Математическое описание неразрывности фильтрационного потока. Соотношение между плотностью и давлением. Уравнение состояния идеального газа и его трансформация в зависимости от значения пластового давления.
презентация [262,8 K], добавлен 27.11.2013Сравнительный анализ технологий управления региональной недвижимостью, а также общие рекомендации по их реорганизации на территории Тульской области. Оценка экономической эффективности использования конвертера данных геоинформационной системы GeoCad.
дипломная работа [540,9 K], добавлен 08.11.2010Знакомство с геологическим строением Волгограда и с характерными экзогенными геологическими процессами. Анализ основных антропогенных и техногенных процессов преобразования геологической среды. Окрестности Спартановки, долина реки Мокрая Мечетка.
отчет по практике [34,8 K], добавлен 11.09.2009
