Astronet > Geofizicheskie metody issledovaniya zemnoi kory. Chast' 2

po tekstam po klyuchevym slovam v glossarii po saitam perevod po katalogu

Geofizicheskie metody issledovaniya zemnoi kory

6.3. Ekologo-geofizicheskie issledovaniya i monitoring veshestvennogo (geo-himicheskogo) zagryazneniya okruzhayushei sredy

6.3.1. Priroda istochnikov zagryaznenii okruzhayushei sredy i osobennosti geofizicheskih anomalii.

Priroda istochnikov zagryaznenii okruzhayushei credy i specifika ekogeofizicheskih anomalii, naibolee polno rassmotrennye v rabote G.S.Vahromeeva " Ekologicheskaya geofizika " (1995), privodyatsya nizhe.

Antropogenno-tehnogennoe veshestvennoe (ili himicheskoe, tochnee geohimicheskoe) zagryaznenie okruzhayushei credy, vklyuchaya geologicheskuyu sredu s podzemnymi vodami i okolozemnuyu chast' atmosfery, kasaetsya svyshe 10% zemnoi sushi. Ono obrazuetsya za schet:

zahoronenii radioaktivnyh othodov, a takzhe posledstvii avarii i katastrof na yadernyh ob'ektah;
otvalov gornyh porod vblizi shaht, rudnikov, nazyvaemyh hvostohranilishami, gde skladiruyutsya produkty posle obrabotki poleznyh rud;
othodov krupnyh promyshlennyh i stroitel'nyh predpriyatii i gorodskih aglomeracii (svalok);
utechek nefteproduktov na neftegazovyh promyslah i nefteperegonnyh zavodah, iz truboprovodov, vblizi stancii, perekachivayushih neft' i gaz, neftehranilish, skladov goryuche-smazochnyh materialov, benzokolonok i t.p.;
sel'skohozyaistvennoi deyatel'nosti (razryhleniya i zasoleniya pochv, rastvoreniya udobrenii i yadohimikatov) i drugih istochnikov.

Nazvannye, kak i drugie, zagryazneniya yavlyayutsya, kak pisal V.I.Vernadskii, " ogromnoi geologoobrazuyushei siloi, izmenyayushei na glazah usloviya sushestvovaniya biosfery " .

Po geometrii, izmeneniyam vo vremeni i sostavu istochniki antropogenno-tehnogennogo zagryazneniya geologicheskoi sredy i podzemnyh vod G.S.Vahromeev podrazdelyaet na:

tochechnye (sbros stochnyh vod v vodoemy ili skvazhiny i dr.), lineinye (utechki iz nefteprovodov, zagryazneniya vdol' dorog, kanalov i dr.), ploshadnye (raspashka i udobrenie pochv, urbanizirovannye territorii gorodov, promyshlennye predpriyatiya i dr.). Harakterno, chto anomaloobrazuyushie ob'ekty v ekogeofizike imeyut subgorizontal'noe stroenie, t.e. ih moshnost' men'she shiriny, dliny i glubiny;
postoyannye, periodicheskie raznoi chastoty, impul'snye;
slabye, srednie i sil'nye po intensivnosti, sozdayushie sootvetstvenno anomalii fizicheskih polei men'shie, sravnimye i znachitel'no prevyshayushie prirodnye;
s iz'yatiem i peremesheniem gornyh porod i bez vidimyh izmenenii poverhnostnyh uslovii;
s izmeneniem rezhima ili himicheskogo sostava podzemnyh vod i popadaniem v nih ne sushestvovavshih ranee geohimicheskih elementov, naprimer, vsledstvie piritizacii, okisleniya i dr.;
s narusheniem temperatury, chto osobenno opasno v raionah rasprostraneniya mnogoletnemerzlyh porod.

V rezul'tate veshestvennogo (mehanicheskogo, a v osnovnom geohimicheskogo) zagryazneniya geologicheskoi sredy menyayutsya fizicheskie svoistva ee verhnei chasti. Poetomu iskazhayutsya sushestvuyushie ili sozdayutsya novye geofizicheskie polya raznoi intensivnosti i chastoty.

Anomalii geofizicheskih polei chasto ne sovpadayut s mestopolozheniem istochnikov zagryazneniya vsledstvie migracii pollyuantov (zagryaznyayushih veshestv) s vozdushnymi massami, podzemnymi vodami, peremesheniem gornyh porod i t.p.

6.3.2. Izuchenie zagryazneniya geologicheskoi sredy geofizicheskimi metodami.

V rezul'tate izucheniya geologicheskoi sredy (GS) s pomosh'yu geofizicheskih metodov vyyavlyayutsya staticheskie i dinamicheskie (izmenyayushiesya vo vremeni) geofizicheskie anomalii nad istochnikami zagryazneniya. S tochki zreniya geofiziki osnovnymi vidami zagryazneniya GS yavlyayutsya radioaktivnoe i geohimicheskoe.

1. Ekoradiometriya prednaznachena dlya vyyavleniya i izucheniya radioaktivnyh anomalii prirodnogo i tehnogennogo proishozhdeniya. Naibol'shuyu opasnost' predstavlyayut radioaktivnye zarazheniya raznymi radionuklidami posle avarii i katastrof. Naprimer, posle avarii na Chernobyl'skoi AES v 1986 g. ploshad' zarazhennyh territorii sostavila 10 tys. kv. km. Dlya izucheniya raspredeleniya estestvennyh i iskusstvennyh radionuklidov ispol'zuyutsya radiometricheskie metody, s pomosh'yu kotoryh reshayutsya razlichnye radioekologicheskie zadachi, a glavnoe - osushestvlyaetsya provedenie radiacionnogo monitoringa.

Osnovnymi metodami ekoradiometrii yavlyayutsya aero- i avtogamma-spektrometricheskie s'emki, prednaznachennye dlya izmereniya ne tol'ko summarnogo gamma-izlucheniya ( $J _{\gamma }$ ) i ego sostavlyayushih po uranu-radiyu, toriyu i kaliyu-40, kak pri geologicheskih poiskah, no i po ceziyu-137, kobal'tu-60 (sm. 4.2). Eto povyshaet nadezhnost' vyyavleniya i monitoringa tehnogennyh radioaktivnyh anomalii.

Vazhnym ekoradiometricheskim metodom yavlyaetsya emanacionnaya s'emka, kotoraya svoditsya k ocenke koncentracii radona kak v pochvennom vozduhe, tak i v vozduhe gornyh vyrabotok i pomeshenii ( $J _{rad.}$ ). Kak izvestno, v vozduhe, nakachannom v datchik emanometra, opredelyaetsya koncentraciya radona po ego al'fa-izlucheniyu (sm. 4.2).

Aerogamma-spektrometricheskie s'emki vypolnyayutsya v masshtabe 1:25000 s rasstoyaniyami mezhdu profilyami poryadka 200-300 m pri vysote poleta 100-300 m i skorosti okolo 100 km/ch so sputnikovoi privyazkoi profilei i periodicheskim (do 2-4 raz v god) povtoreniem. Avtogamma-spektrometricheskie s'emki provodyatsya v masshtabah krupnee 1:25000 s neravnomerno raspredelennymi po ploshadi marshrutami, prohodyashimi vdol' magistralei, ulic, so skorost'yu dvizheniya do 15 km/ch. Dlya detalizacii vyyavlennyh anomalii vypolnyayutsya peshehodnye gamma-spektrometricheskie i emanacionnaya s'emki. Etimi zhe metodami obsleduyutsya podvaly predpriyatii, domov v zhilyh massivah, zonah otdyha, a takzhe stroitel'nye materialy, izdeliya i t.p. Normal'nymi schitayutsya polya s $J _{\gamma } \lt$ 20 mkR/ch i $J _{rad} \lt$ 0,1 Ek/ch.

2. Zagryaznenie pochv, gruntov, podzemnyh vod nefteproduktami stanovitsya osobenno chastym. Pri proniknovenii nefteproduktov v gornye porody v rezul'tate nepreryvnyh ili zalpovyh utechek oni skaplivayutsya v kollektorah (peski, treshinovatye izvestnyaki), ne pronikaya v vodoupory (gliny, skal'nye porody). Udel'noe elektricheskoe soprotivlenie ( $\rho$ ) nefteproduktov vysokoe, no, pronikaya v porody, oni inogda povyshayut, a chashe ponizhayut $\rho$ u teh zhe porod, no vodonasyshennyh (sm. 5.2.8). Zapolnyaya suhie porody ili vytesnyaya iz nih zastoinye vody, nefteprodukty povyshayut $\rho$ i umen'shayut dielektricheskuyu pronicaemost' $\epsilon$ (velichina $\epsilon$ u vody v 40 raz bol'she, chem u nefti). V vodonosnyh porodah s aktivnym dvizheniem podzemnyh vod nefteprodukty vymyvayutsya, no v hode himicheskogo i biologicheskogo okisleniya razrushayutsya, ostavlyaya produkty okisleniya (sul'fidy, v chastnosti, pirit i dr.). Poslednie obrazuyut elektrolit, dlya kotorogo harakterny ponizhennye znacheniya $\rho$ , povyshennye znacheniya estestvennoi ( $\alpha$ ) i vyzvannoi ( $\eta$ ) polyarizuemosti pri neizmennoi velichine $\epsilon$ gornyh porod.

V sootvetstvii s otmechennymi izmeneniyami elektricheskih svoistv osnovnymi ekoelektrorazvedochnymi metodami izucheniya zagryaznenii nefteproduktami yavlyayutsya sleduyushie:

metody estestvennogo polya (EP) i vyzvannoi polyarizacii (VP), osnovannye na izmenenii $\alpha$ i $\epsilon$ ;
metody soprotivlenii, vklyuchaya elektroprofilirovanie (EP), vertikal'noe elektricheskoe zondirovanie (VEZ) i radiovolnovoe profilirovanie (RVP), zondirovanie (georadar ili radiolokacionnye zondirovaniya - RLZ), baziruyushiesya sootvetstvenno na izmenenii $\rho$ i $\epsilon$ ;
termometriya i infrakrasnye s'emki, prednaznachennye dlya raschleneniya porod po otlichiyu ih temperatur.

Vybor odnogo-dvuh iz nazvannyh metodov zavisit ot geologo-geofizicheskih uslovii ob'ektov issledovanii. Periodicheski povtoryaya profil'nye ili ploshadnye s'emki etimi metodami, mozhno sudit' ob izmenenii zagryaznennosti i osushestvlyat' prognoz (monitoring).

Provedenie elektrorazvedki na neftepromyslah, neftegazohranilishah i zavodah sopryazheno s bol'shimi trudnostyami iz-za nevozmozhnosti provodit' ravnomernuyu ploshadnuyu s'emku, prisposablivaya profili k dorogam, uchastkam, gde mozhno vesti izmereniya. Bol'shie pomehi osobenno na nizkih chastotah sozdayut metallicheskie konstrukcii, linii elektroperedach, truboprovody, kotorye, kstati, sami chasto yavlyayutsya ob'ektami issledovaniya.

V predelah shel'fa morei, na ozerah i rekah zagryaznenie nefteproduktami izuchaetsya s pomosh'yu seismoakusticheskih, elektromagnitnyh i termicheskih metodov.

3. Geohimicheskoe zagryaznenie pochv, gruntov, korennyh porod i podzemnyh vod mozhet byt' prirodnym, naprimer, za schet estestvennyh elektricheskih polei okislitel'no-vosstanovitel'noi prirody na rudnyh mestorozhdeniyah, i iskusstvennym, naprimer, tverdymi othodami pri razvedke i ekspluatacii shaht i rudnikov, othodami promyshlennogo sel'skohozyaistvennogo proizvodstva, bytovymi svalkami i t.p., zhidkimi zagryaznitelyami pri razlivah nefti, nefteproduktov, stokami ot gornopromyshlennyh predpriyatii, sohranyaemyh v otstoinikah, shlakohranilishah i dr., gazovymi vybrosami pri ekspluatacii gazovyh mestorozhdenii na himicheskih proizvodstvah i dr. Takogo roda zagryaznenie privodit k izmeneniyu fizicheskih svoistv porod.

Ekologo-geohimicheskoe kartirovanie predpolagaemyh ploshadei zagryazneniya geologicheskoi sredy razlichnymi himicheskimi elementami i detal'nye issledovaniya vyyavlennyh tehnogennyh anomalii provodyatsya prezhde vsego v hode geohimicheskih s'emok - litogeohimicheskih, atomohimicheskih (gazovyh), gidrogeohimicheskih (snegohimicheskih, biogeohimicheskih). Pri ih vypolnenii berutsya proby pochv, gruntov i gornyh porod s poverhnostnyh obnazhenii ili iz gornyh vyrabotok, proba vozduha i vody. V laboratoriyah provodyatsya himicheskie analizy s opredeleniem kachestvennogo i kolichestvennogo sostava elementov-zagryaznitelei. Sredi nih naibolee opasnye: berillii, ftor, hrom, mysh'yak, kadmii, rtut', tallii, svinec i dr. Gustotu tochek otbora prob mozhno rezko sokratit', ogranichivshis' lish' tochechnymi otborami prob dlya himicheskih analizov, esli provesti s'emki metodami razvedochnoi geofiziki (sm. 4.2). Dlya etogo nado znat' teoreticheskie ili empiricheskie svyazi mezhdu fiziko-himicheskimi svoistvami izuchaemoi sredy i geofizicheskimi parametrami. K geofizicheskim metodam ekologo-geohimicheskih issledovanii otnosyatsya: radiometriya i razlichnye yaderno-geofizicheskie metody (gamma-spektrometricheskie, neitronno-aktivacionnye, radioizotopnye i dr.), lazernaya (lidarnaya) spektrometriya, yaderno-magnitno-rezonansnaya spektrometriya i dr. (sm. 3.4, 4.2). Oni obespechivayut kartirovanie po parametru koncentracii himicheskih elementov, osushestvlyaemoe distancionnymi (beskontaktnymi) sposobami, dostatochno tochno i ekonomicheski effektivno.

Nazad| Vpered

Publikacii s klyuchevymi slovami: geofizika - Zemlya - zemnaya kora Publikacii so slovami: geofizika - Zemlya - zemnaya kora
Sm. takzhe: Zamerzshie puzyri metana v ozere Baikal Zemlya iz mezhplanetnogo prostranstva Zahod Zemli s "Oriona" Protivosumerechnye luchi i festival' planet Voshod Zemli: video Udarnyi krater Manikuagan: vid iz kosmosa Zemlya i Luna: vid s drugoi storony Vse publikacii na tu zhe temu >>

Obsudit' etu publikaciyu

Versiya dlya pechati

Astrometriya - Astronomicheskie instrumenty - Astronomicheskoe obrazovanie - Astrofizika - Istoriya astronomii - Kosmonavtika, issledovanie kosmosa - Lyubitel'skaya astronomiya - Planety i Solnechnaya sistema - Solnce