Учебное пособие для студентов- геоэкологов заочного отделения по курсу «Методы геоэкологических исследований» в вопросах и ответах
| Вид материала | Учебное пособие |
- Учебное пособие для студентов заочного отделения Тверь Сахарово, 1892.76kb.
- Учебное пособие для студентов заочного отделения "Теория социальнойработы", 744.31kb.
- М. А. Зеленский криминалистическая тактика в вопросах и ответах учебное пособие, 1097.24kb.
- Учебное пособие по курсу «управление банковским продуктом» Составитель: к э. н., доцент, 955.86kb.
- С. А. Бартенев история экономических учений в вопросах и ответах Предисловие Предлагаемое, 2413.78kb.
- С. А. Бартенев история экономических учений в вопросах и ответах Предисловие Предлагаемое, 2413.67kb.
- Е. И. Каширина Международное гуманитарное право в вопросах и ответах учебное пособие, 169.91kb.
- Учебное пособие предназначено для студентов заочного отделения, а также может быть, 1091.28kb.
- Методические указания и контрольные задания для студентов заочного отделения Специальность, 415.41kb.
- Контрольная работа по патологии для студентов фармацевтического факультета (заочного, 505.42kb.
38). Что собой представляет третий, заключительный блок эколого-геологических исследований?
Третий блок в общей структуре эколого-геологических исследований занимает разработка мероприятий и рекомендации по организации и функционированию оптимальной эколого-геологической обстановки–системы.
Этот блок включает комплекс мероприятий, по созданию управляющей системы, направленной на научно-обоснованное рациональное использование природных ресурсов земной коры, защиту экосистем от неблагоприятных воздействий антропо-техногенеза: создание оптимальных, благоприятных, комфортных условий для биоты и человека, поддержание геологического базиса экосистем в устойчивом состоянии.
Разработанная модель оптимальной эколого-геологической обстановки позволяет оперировать набором нормативных показателей среды и процессов, достижение которых устанавливается комплексом потенциально возможных управляющих решений.
Оптимизация мероприятий и рекомендаций может опираться на принцип устойчивого природопользования, смысл которого заключается в том, чтобы потребляя, не лишить ресурсной базы последующие поколения.
Для каждого элемента эколого-геологической обстановки—системы устанавливается комплекс потенциально возможных управляющих решений, которые обеспечивают выработанные в процессе формирования модели оптимальные параметры.
При этом предложенные мероприятия и рекомендации ранжируются по уровням ущерба, который можно предотвратить в перспективе, в том случае, если они будут реализованы.
Результирующим итогом является предложение нескольких конкурирующих вариантов использования и защиты природной среды.
Выбор оптимального варианта осуществляется по комплексу геологических, социальных и экономических критериев.
Необходимость постоянной корректировки обусловлена присущим геологической среде важнейшим свойством — изменчивостью.
Изменчивостью характеризуется и техногенная деятельность человека, которая выражается как в изменении режима работы техногенных объектов, так и заявками на размещение новых техногенных источников.
Действенность рекомендаций по организации оптимальной эколого-геологической обстановки–системы возможна лишь при чёткой работе природоохранных органов.
39). Контроль эколого-геологической обстановки, корректировка прогнозов и управляющих решений.
Контроль эколого-геологической обстановки, корректировка прогнозов и управляющих решений осуществляется при рациональном ресурсе пользовании, охране подземных и поверхностных вод, охране от загрязнения и истощения, рекультивации нарушенных земель, охране почв и горных пород от химического и радиологического загрязнения, регламентации хозяйственной деятельности.
Рассматриваемый крут вопросов включает в себя две взаимосвязанные между собой части.
Это, во-первых, то, что в настоящее время понимается как эколого-геологический мониторинг — системы повторных наблюдений одного или более элементов окружающей природной среды в пространстве и времени с определенными целями в соответствии с заранее подготовленной программой с широким использованием дистанционных экспресс–методов.
Вторая часть непосредственно связана с геологическим обоснованием управления процессами эволюции и изменения приповерхностной части литосферы, которое понимается как целенаправленное воздействие на природные процессы и факторы и решает следующие задачи:
1) обеспечение нормального функционирования среды и жизнедеятельности общества, которое зависит от состояния и ресурсов природной среды;
- профилактика и предотвращение кризисных ситуаций в системе "среда–общество";
3) зашита, восстановление и улучшение среды до эталонно– прогнозируемого уровня.
Принятие управляющих решений в основном лежит в сфере администрации и поэтому эколого-геологическая информация должна быть преобразована до уровня ее возможного восприятия; в то же время данные должны быть достаточно информативны.
Геоэколог должен сознательно влиять на принимаемые решения рекомендациями, основанными на перманентно получаемой информации.
40). Определение оптимального состава методов получения эколого-геологической информации.
Рассматриваемая проблема, несмотря на кажущуюся простоту, еще далека от своего решения и требует комментариев по ряду позиций, а самое главное — выработки единого подхода.
Представляется, что в его основе должны лежать представления о логической структуре экологической геологии, которая концентрирует необходимый объем знаний, а, соответственно, и перечень наук, привлекаемых для этих целей, а также сформулированные ранее представления об экологических функциях литосферы, определяющие перечень основных типов эколого-геологических задач, решение которых необходимо для оценки воздействия литосферы на экосистемы, или другими словами — отражающими экологические свойства литосферы.
Только на такой методической основе можно осуществить наиболее объективное решение рассматриваемой проблемы — определение оптимального состава методов получения эколого-геологической информации.
Оперируя представлениями о логической структуре экологической геологии, следует учитывать, что она состоит как из сугубо "собственной" логической основы, так и включает в себя. как необходимые компоненты, фрагменты логических структур геологии, геофизики и геохимии, т.е. основных наук о Земле.
41). Значимость наук о Земле и их методов для получения эколого-геологичесчкой информации.
Практическая реализация обсуждаемого вопроса на основе вышеизложенного подхода осуществлена в виде таблицы-матрицы, в которой по вертикали приведен перечень наук о Земле и их методы, а по горизонтали экологические функции литосферы. На пересечении этих граф различным типом знаков можно оценить значимость методов рассматриваемых наук в изучении эколого-геологических функции литосферы.
В этой таблице выделено 11 наук разного иерархического уровня, методы которых используются для получения эколого-геологической информации.
Для обеспечения единого подхода при оценке методов этих наук, пришлось отказаться от выделения в их составе научных направлений и разделов.
В первую очередь, это касается инженерной геологии, гидрогеологии, геотектоники. геологии полезных ископаемых, а сами методы, иногда весьма многочисленные (например, в геофизике их более 100), объединить в группы.
Кроме того, ряд наук, не имеющих собственных частных методов изучения литосферы, а опирающихся на обще-геологические (динамическая геология) или не имеющих методов, существенных для получения эколого-геологической информации (кристаллография), вообще не включены в эту таблицу.
Таким образом, вертикальная графа таблицы не претендует на полный перечень всех наук о Земле.
Она ориентирована только на часть из них, дающих наибольшую информацию об экологических функциях литосферы, то есть решает вполне конкретную прагматическую задачу.
Материал этой таблицы позволяет назвать науки, методы которых имеют наибольшее значение для оценки экологических функций литосферы.
42). Какие методы лежат в основе оценки минерально-сырьевых ресурсов?
В основе оценки минерально-сырьевых ресурсов лежат методы геологии полезных ископаемых (поисковые, опробования, подсчета запасов, оценки месторождений полезных ископаемых).
Эти базовые методы дополняются методами геохимии (литохимическими, гидрогеохимическими, биохимическими, атмохимическими) и геофизическими (гравиметрическими, магнитными, электромагнитными, сейсмическими, ядерно-физическими), которые используются при поиске и разведке полезных ископаемых.
Кроме того, при оценке минерально-сырьевых ресурсов широко используются многочисленные методы петрологии, литологии и минералогии, связанные с изучением вещественного состава как полезного ископаемого, так и вмещающих пород.
43). Какие методы лежат в основе оценки ресурсов подземных вод?
Ресурсы подземных вод исследуются базовой наукой — гидрогеологией (методы подсчета запасов подземных вод, методы количественной оценки подземного стока и др.).
Для решения поставленных задач широко используются методы геофизики (электромагнитные, сейсмические, ядерно-физические и термические) и геохимии (гидрогеохимическое, геохимическое районирование и картирование).
44). Какие методы лежат в основе оценки ресурсов геологического пространства и геодинамическая функция литосферы?
Ресурс геологического пространства традиционно оценивается методами инженерной геологии (инженерно-геологическая съемка и картографирование, инженерно-геологическое районирование, методами полевого и лабораторного изучения горных пород и массивов, методами моделирования геологических процессов) и геокриологии (методы мерзлотной съемки и др.).
Методы остальных наук используются как частные и чаще всего входят в комплекс полевых и опытных инженерно-геологических работ.
Геодинамическая функция литосферы изучается методами базовых наук — инженерной геологии (инженерно-геологическая съемка и картографирование, геодинамическое районирование, методами полевых работ, режимных наблюдений, методами полевого и лабораторного изучения горных пород и массивов, методами моделирования геологических процессов, методами оценки устойчивости склонов микросейсмическим районированием), геокриологии (методы мерзлотной съемки, методами режимных наблюдений, методами мерзлотного прогноза, геоморфологии), а для эндогенной ее составляющей — методами тектоники, сейсмотектоники, геофизики и геохимии.
Именно они дают информацию о механизме развития и закономерностях пространственной приуроченности деструктивных процессов и динамике их развития. Эта информация позволяет оценить экологическую значимость геологических процессов как природного, так и антропогенного происхождения.
Методы остальных наук о Земле, хотя и используются для решения отдельных вопросов, имеют подчиненное значение.
45). Какие методы лежат в основе оценки геофизико-геохимическая функция литосферы ?
Геофизико-геохимическая функция литосферы является ведущей при оценках последствий естественных и техногенных "загрязнений" литосферы.
Последние в настоящее время проявляются практически во всех компонентах верхней части разреза литосферы под влиянием техногенеза.
Основными базовыми методами изучения геохимических полей и (аномалий) и оценки их воздействий на биоту являются методы геохимии и, в первую очередь, такие как атмохимический, литохимический, гидрогеохимический, биогеохимический, геохимический (снеговая съемка), а также геохимическое картирование и районирование.
В последнее время для этих целей стали широко применяться и некоторые геофизические методы: — радиометрия, радиолокационное зондирование и методы физического контроля, а из методов гидрогеологии — опытно-миграционные.
Методы остальных геологических наук имеют подчиненное значение.
Основными базовыми методами изучения являются методы геофизики (гравиметрические, магнитные, электромагнитные, сейсмические, ядерно-физические, термические), за каждым из которых стоит оценка интенсивности аномалии соответствующего физического поля.
По мере необходимости они дополняются методами геотектоники, инженерной геологии и геокриологии.
46). Какова роль инженерной геологи при эколого-геологических исследованиях?
Специфика этой науки и ее методов в том, что они являются базовыми при эколого-геологических исследованиях, и в большей своей части используются как специальные методы этого нового научного направления.
Это касается эколого-геологического картирования (съемка, картографирование), районирования, мониторинга.
В соответствии с этим они будут рассмотрены в следующем параграфе настоящей главы.
К частным методам инженерной геологии, находящим применение при изучении экологических функций литосферы, можно отнести методы целенаправленного изменения природных показателей состава, структуры, состояния и свойств грунтов и массивов.
Все они направлены на придание неустойчивым породам новых свойств, улучшающих экологическую обстановку.
При их доработке вполне возможен переход этих методов в разряд специальных методов экологической геологии.
47). Какова роль геокриологии при эколого-геологических исследованиях?
Её методы, точнее комплекс методов, в качестве мерзлотной, или геокриологической, съемки и картографирования, также широко используется при эколого-геологическом картировании районов развития многолетнемерзлых пород и будет рассмотрен при описании специальных методов экологической геологии.
То же касается и мерзлотного прогноза, опирающегося на моделирование мерзлотно-геологических ситуаций, метод аналогий, метод прогнозирования распространения и динамики проявления мерзлотных процессов, подземных льдов и таликов, метод экспертных оценок.
48). Какова роль гидрогеологии при эколого-геологических исследованиях?
Следует отметить, что решение задач экологической направленности для гидрогеологии не является принципиально новым.
Для оценки запасов, охраны и защиты подземных вод от загрязнения и истощения разработаны целые комплексы методов, которые успешно используются при решении практических задач, а методическим приемам проведения исследований посвящена многочисленная литература.
В настоящее время наиболее перспективными и быстроразвивающимися являются следующие группы методов.
Полевые опытно-миграционные исследования в водоносных комплексах, в процессе которых проводится индикация подземных вод с целью определения миграционных параметров.
Ввод индикатора в водоносный пласт осуществляется в трех основных режимах:
1) мгновенный подъем концентрации индикатора;
2) "пакетный" — поддержание постоянной концентрации только в течение определенного времени запуска;
3) "импульсный" ввод — создание больших концентраций за весьма малый промежуток времени.
Условия ввода индикатора, тип индикатора определяют конкретные методические приемы слежения и обработки информации.
Опытно-миграционные наблюдения являются наиболее эффективным комплексом методов, позволяющих оценить миграционные параметры даже тех показателей, которые не определяются при полевых миграционных исследованиях, в частности показателей поперечной дисперсии.
С другой стороны, наблюдения за миграционными процессами часто позволяют получить независимые оценки скорости фильтрации.
Этот комплекс методов опирается на целенаправленное исследование данных режимных наблюдений за процессами миграции при строительстве и эксплуатации техногенного объекта.
Балансовый метод используется, главным образом, как дополнительный в сочетании с гидродинамическим и гидравлическим.
Этот метод позволяет решить ряд задач, невыполнимых другими методами, а именно: установить роль отдельных источников в формировании эксплуатационных запасов, оценить обеспеченность запасов, оценить развитие депрессионной воронки в пределах небольших ограниченных структур, где понижение уровня в центре площади и на краях отличаются незначительно, и в других случаях.
Сложность гидрогеологических условий и практическая невозможность количественной оценки источников формирования эксплуатационных запасов подземных вод определяет необходимость использования метода гидрогеологических аналогий.
Метод основан на переносе данных о режиме эксплуатации подземных вод на участках действующих водозаборов на оцениваемые участки, находящихся в аналогичных условиях с эксплуатируемыми.
49). Какова роль геохимии при эколого-геологических исследованиях?
К методам геохимии, широко используемым при изучении экологических функций литосферы, относится, как уже отмечалось, широкий спектр частных методов.
Атмохимические (газовые) съемки проводятся систематически для опробования атмосферного воздуха на содержание в нем газов, паров металлов и различных химических веществ и их соединений.
Практическая реализация этого метода может быть выполнена на стационарных и передвижных постах, а также в виде аэрогеохимических съемок на базе лазерного метода зондирования.
Гидро- и литохимические съемки на потоках рассеивания проводятся по методикам, применяемым в поисковой и разведочной геохимии [198].
Снегогеохимические опробования проводятся с целью оценки состава и объема вредных выбросов в атмосферу за время, определяемое сезонной сохранностью снежного покрова.
Они дают представление о составе и объемах токсикантов, главным образом тяжелых металлов, соединений углерода, серы и азота, выпадающих на единицу площади и определяющих величину модуля техногенной нагрузки.
50). Какова роль геофизики при эколого-геологических исследованиях?
Среди методов геофизики при изучении экологических функций литосферы широко используются методы радиометрии (экорадиометрии).
Они могут выполняться как аэро-, автогаммаспектрометрическая и пешеходная гамма-съемка, детальная радиометрическая разведка очагов загрязнения и постдезактивационный контроль, радиационное обследование промышленных предприятий и жилых массивов с целью изучения распределения и поведения естественных и искусственных радионуклидов.
Радиолокационное зондирование базируется на применении современных георадаров, с помощью которых возможно проводить зондирование даже в скважинах диаметром до 56 мм и глубиной 1000 м.
При этом весьма эффективно решаются проблемы обнаружения сбросов, карстовых пустот, мест активной фильтрации поллютантов и каверн в теле плотин, хвостохранилищ и ряд других эколого-геологических задач.
Среди физических методов контроля различных загрязнителей используются ядерно-физические, люминесцентные, лазерной спектроскопии, лазерно–флюоресцентные, ЯМР–спектроскопии.
Особый интерес в настоящее время представляют лазерные методы исследования с помощью лазерных анализаторов — "лидеров", обеспечивающих возможность проводить дистанционный контроль качественного и количественного состава загрязняющих веществ в пределах функционирования крупных промышленных объектов.
51). Какова роль геологи полезных ископаемых при эколого-геологических исследованиях?
Ее методы являются пока практически единственными, позволяющими изучать и оценивать ресурсные (точнее — минерально-сырьевые ресурсы) функции литосферы.
При этом следует учитывать, что методы геологии полезных ископаемых дают возможность поиска полезных ископаемых и подсчета их запасов, но не отвечают на главный вопрос — достаточности или недостаточности обеспечения ими нормального существования и развития человеческого сообщества как социальной структуры.
Этот вопрос остается пока открытым и требует доработки с привлечением методов географических и экономических наук.
Именно по этой причине методы геологии полезных ископаемых рассматриваются нами в методах геологических наук, а не в составе специальных методов экологической геологии.
52). Эколого-геологическое картирование — как специальный метод экологической геологии.
Данный метод в настоящее время находится ещё на стадии разработки.
Отдельные исследования, предложения по этому вопросу выявили неоднозначный подход к проблеме среди специалистов, реализующих экологический подход в геологии.
В настоящее время одним из немногих нормативных документов, регламентирующих проведение эколого-геологических (геоэкологических) исследований, являются "Требования к геолого-экологическим исследованиям и картографированию", разработанные ВСЕГИНГЕО.
Геолого-экологические исследования и картографирование являются, по мнению авторов, самостоятельным видом геологических работ для получения информации о локальном, региональном, глобальном фоновом состоянии литосферы, характере нарушений внешнего облика ландшафта.
Основными объектами исследований являются горные породы, почвы, подземные воды, геохимические, геодинамические и другие современные процессы, происходящие в естественных и нарушенньгх условиях, а также техногенные объекты и геолого-технические системы, влияющие на состояние и параметры верхних горизонтов литосферы.
Биосфера, атмосфера и поверхностная гидросфера как объекты, изучаемые целенаправленно организациями Госкомгидромета, Минздрава и другими ведомствами, вовлекаются по мере необходимости и в объемах, позволяющих решать конкретные геолого-экологические задачи, например в связи с оценкой распространения и прогнозом миграции загрязняющих веществ.
Предложенный подход, выразившийся в проведении специализированной эколого-геологической съемки в качестве обязательного метода исследования, охватывающего всю территорию России, в настоящее время вряд ли можно считать выполнимым как с технических, так и с экономических позиций.
Ее, как самостоятельный вид работ, целесообразно проводить лишь на особых территориях: в районах экологического бедствия, на интенсивно- техногенно-нарушенных территориях промышленно-территориальных и горнопромышленных комплексов, крупных промышленно-городских агломераций, на массивах интенсивного орошения и др.
Проведение подобных специализированных исследований следует осуществлять лишь в регионах с особо сложной экологической обстановкой или на полигонах с типичными, характерными особенностями эколого-геологической обстановки, в рамках которых возможно решение принципиальных методологических, методических вопросов, позволяющих распространить полученные достижения на регионы с аналогичными эколого-геологическими условиями.
Важно при выполнении эколого-геологических исследований выявить и проследить всю цепочку причинно-следственных связей, характерных для эколого-геологической обстановки–системы от конкретного воздействия на геологический компонент природной среды до экологических последствий этого воздействия.
Осуществление подобных исследований возможно при четко сформулированной целевой задаче, которая в конечном итоге и определяет необходимый набор методов оценки и прогноза эколого-геологического состояния той или иной территории.
Применяемый в этом случае комплекс необходимых методов и составит основу эколого-геологического картирования как специального метода экологической геологии.