Geofizicheskie metody issledovaniya zemnoi kory6.3.3. Kompleksirovanie geofizicheskih metodov dlya izucheniya zagryaznenii geologicheskoi sredy.
Kak i vo vseh oblastyah primeneniya geofiziki, v geoekologii effektivny lish' kompleksy iz neskol'kih metodov: gravimetricheskie, magnitometricheskie, elektromagnitnye, seismoakusticheskie, termicheskie, yadernye s ispol'zovaniem chetyrehurovnevyh tehnologii: kosmicheskoi i vozdushnoi, nazemnoi i akvatorial'noi, skvazhinnoi i podzemnoi (sm. gl. 1). Vyboru racional'nogo kompleksa metodov resheniya zadach v opredelennyh geologo-geofizicheskih usloviyah dolzhno predshestvovat' sostavlenie apriornyh fiziko-geologicheskih modelei ekosistem (FGME). Kak otmechalos' vyshe, pod FGME ponimaetsya teoreticheski ozhidaemyi istochnik zagryazneniya geologicheskoi sredy, kotoryi mozhno approksimirovat' ob'ektom prostoi geometricheskoi formy (tochechnyi ili sfericheskii, lineinyi ili vytyanutyi cilindr, ploshadnoi, naprimer, gorizontal'no- ili vertikal'no-sloistaya tolsha i dr.) s zadannymi otlichiyami petrofizicheskih svoistv ot vmeshayushei sredy i intervalom ih izmeneniya vo vremeni. Lyubaya FGME mozhet byt' predstavlena iz treh sostavlyayushih: ishodnoi petrofizicheskoi modeli vmeshayushei sredy, ustoichivoi (kvazipostoyannoi) modeli zagryaznyayushego ob'ekta (istochnika) i izmenchivoi (impul'sno-periodicheskoi) modeli, harakterizuyushei izmenenie zagryaznennosti i fizicheskih svoistv istochnika vo vremeni. Takim obrazom, FGME yavlyaetsya chetyrehmernoi (4D) (tri izmereniya - prostranstvennye koordinaty, chetvertoe - vremya).
FGME dolzhna byt' takoi, chtoby dlya kazhdogo metoda geofiziki mozhno bylo operativno s pomosh'yu EVM reshat' pryamye zadachi pri raznyh parametrah modelei. Eto neobhodimo kak pri proektirovanii rabot i ocenke vozmozhnostei teh ili inyh geofizicheskih metodov, tak i v hode kompleksnoi interpretacii, kogda obratnaya zadacha reshaetsya metodom sravneniya nablyudennyh anomalii s raschetnymi.
V sostav kompleksa geofizicheskih metodov dlya izucheniya veshestvennogo zagryazneniya geologicheskoi sredy dolzhny, po vozmozhnosti, vvodit'sya aerokosmicheskie, nazemnye, akval'nye, skvazhinnye, podzemnye metody raznoi fizicheskoi prirody. Odni iz nih dolzhny primenyat'sya na stadii kartirovaniya territorii dlya ocenki raznoi chuvstvitel'nosti k zagryazneniyam i s cel'yu nahozhdeniya istochnikov zagryazneniya (aerokosmicheskie i nazemnye), drugie - dlya izucheniya vyyavlennyh istochnikov, ih polozheniya v prostranstve i izmeneniya vo vremeni s sostavleniem vozmozhnyh prognozov vozdeistviya na biosferu, t.e. provodit'sya s cel'yu monitoringa (nazemno-akval'nye i skvazhinno-podzemnye metody). V kachestve primera v 5.3.6 (sm. ris. 5.1) privedeny rezul'taty nazemnoi i rechnoi elektrorazvedki dlya izucheniya zon proniknoveniya othodov himicheskogo zavoda s potokom karstovo-treshinnyh podzemnyh vod.
V hode istolkovaniya geofizicheskih materialov provoditsya:
- sopostavlenie rezul'tatov ekogeofiziki s dannymi ekogeologii, ekogidrogeologii i drugih ekologicheskih disciplin, dlya kotoryh ekogeofizika yavlyaetsya istochnikom ekspressnoi, kak pravilo, distancionnoi, legko povtoryaemoi i obrabatyvaemoi s pomosh'yu EVM informacii;
- ustanovlenie odnomernyh ili mnogomernyh svyazei mezhdu geofizicheskimi i negeofizicheskimi parametrami i svoistvami ob'ektov issledovaniya na osnove parametricheskih sovmestnyh nablyudenii na klyuchevyh uchastkah i polucheniem empiricheskih, logicheskih, evristicheskih kolichestvennyh sootnoshenii dlya opredeleniya cherez fizicheskie parametry staticheskih i dinamicheskih negeofizicheskih harakteristik. Naprimer, dannye ekogeofiziki vmeste s dannymi ekologicheskoi geologii i geohimii mogut ispol'zovat'sya dlya ocenki i prognoza antropogenno-tehnogennogo zagryazneniya, sootvetstviya ego predel'no dopustimym koncentraciyam (PDK) po tem ili inym ingradientam. PDK - eto maksimal'no dopustimye koncentracii teh ili inyh veshestv, opasnyh dlya zdorov'ya lyudei i vrednyh dlya biosfery, ustanavlivaemye zakonodatel'nymi organami. Razrabotka PDK i drugih predel'nyh harakteristik zagryaznenii ekosistem daleka ot zaversheniya. Poluchennye ekogeofizikoi i ekogeologiei dannye mogut sluzhit' materialom dlya kontrolya i regulirovki zagryaznennosti, hranit'sya v bankah dannyh dlya ispol'zovaniya v budushem.
Prakticheskim primerom ispol'zovaniya kompleksnyh nazemno-akval'nyh geofizicheskih i geohimicheskih issledovanii dlya izucheniya zagryazneniya geologicheskoi sredy mogut sluzhit' rezul'taty rabot, vypolnennyh v raione odnoi iz gorodskih svalok g.Moskvy - Kuchinskogo poligona zahoroneniya tverdyh bytovyh othodov (PZTBO). Skopivshiesya na poligone othody nasysheny metanom, vsledstvie chastyh vozgoranii znachitel'no progrety, otlichayutsya vysokimi koncentraciyami ryada tyazhelyh metallov, kotorye vo mnogo raz prevoshodyat soderzhaniya v zemnoi kore i fonovoi pochve (sm. ris. 6.3). Svalochnyi fil'trat, nasyshayushii massiv othodov, predstavlyaet soboi temno-korichnevuyu zhidkost' s mineralizaciei 10-12 g/l i vysokim soderzhaniem organiki. Tyazhelye metally, ustanovlennye v rezul'tate geohimicheskih issledovanii v othodah, prisutstvuyut v povyshennyh koncentraciyah i v svalochnom fil'trate. Odnako vvidu bol'shogo razbavleniya vysokie koncentracii fil'trata malo skazyvayutsya na sostave poverhnostnyh vod. Isklyuchenie predstavlyayut zony stekaniya fil'trata v r.Pehorku, gde koncentracii kadmiya i nitrat-iona v 5-7 raz prevyshayut predel'no dopustimye koncentracii. Osobenno zagryazneny donnye otlozheniya rek Pehorka i Chichera v mestah stekaniya fil'trata i nizhe svalki, gde ih summarnyi pokazatel' zagryazneniya (SPZ) prevyshaet fonovye znacheniya v 65-140 raz.
 |
| Ris. 6.3. Zagryaznenie tyazhelymi metallami tehnogennyh gruntov svalki, pochv i donnyh otlozhenii v raione PZTBO " Kuchino " : 1 - tochki otbora prob donnyh otlozhenii; 2 - parametry zagryazneniya (v chislitele - summarnyi pokazatel' zagryazneniya, v znamenatele - elementy zagryazneniya s koefficientami otnositel'no fonovyh znachenii); 3 - zony zagryazneniya pochv s koefficientami elementov-zagryaznitelei otnositel'no fonovyh znachenii; 4 - granicy d.Fenino; 5 - zona stekaniya svalochnogo fil'trata v r.Pehorka; 6 - profili nazemnyh geofizicheskih nablyudenii |
Geofizicheskie nablyudeniya vypolnyalis' vdol' perimetra svalki v okrestnostyah d. Fenino. Ispol'zovalis' nazemnye metody elektroprofilirovaniya (EP) i zondirovaniya (VEZ) i rechnye metody estestvennogo elektricheskogo polya (EP), termometrii, rezistivimetrii. Zadachei VEZ yavlyalos' utochnenie razreza chetvertichnyh i mezozoiskih otlozhenii, izuchenie ego geoelektricheskih i ekologo-gidrogeologicheskih parametrov. Cel' EP - kartirovanie zagryaznennyh lent potoka v podzemnyh vodah. Zadachei rechnoi (ruslovoi) geofiziki bylo ustanovlenie mest razgruzok podzemnyh vod v ruslah rek i, v chastnosti, kartirovanie zony razgruzki svalochnogo fil'trata v r.Pehorka. Geofizicheskie raboty dopolnyalis' dannymi pochvennoi geohimicheskoi s'emki i gidrohimicheskogo oprobovaniya podzemnyh i poverhnostnyh vod (ris. 6.3). Geofizicheskie nablyudeniya pozvolyayut vyyavit' polozhenie zon sosredotochennyh razgruzok zagryaznennyh gruntovyh vod v rusle r.Pehorki. Im sootvetstvuyut anomalii temperatury pridonnyh gruntov, ponizhennye znacheniya elektricheskih soprotivlenii pridonnyh sloev vody i gornyh porod na beregah, polozhitel'nye anomalii EP, sovpadayushie s zonami stekayushego svalochnogo fil'trata.
6.4. Izuchenie tehnogennogo fizicheskogo zagryazneniya1
6.4.1. Priroda tehnogennogo fizicheskogo zagryazneniya.
Tehnogennoe fizicheskoe (ego mozhno takzhe nazyvat' energeticheskim ili polevym) zagryaznenie predstavlyaet soboi prisutstvie v okruzhayushei srede (litosfere, atmosfere i gidrosfere) dopolnitel'no k estestvennym geofizicheskim polyam fizicheskih polei, sozdavaemyh chelovekom v processe realizacii sovremennyh tehnologii. Takie fizicheskie polya nosyat nazvanie tehnogennyh (ili tehnologicheskih).
Tehnogennoe fizicheskoe zagryaznenie, naryadu s drugimi vidami zagryazneniya - himicheskim i biologicheskim, igraet vazhnuyu rol' v formirovanii obshei geoekologicheskoi obstanovki, poskol'ku okazyvaet vliyanie na processy energeticheskogo obmena zhivoi i nezhivoi prirody, na funkcionirovanie zhivyh organizmov i mozhet korennym obrazom izmenyat' kachestvo okruzhayushei sredy.
Zhizn' na Zemle voznikla v usloviyah absolyutnogo preobladayushego vliyaniya gravitacionnogo, geomagnitnogo i temperaturnogo polei, k nepreryvnomu vozdeistviyu kotoryh zhivye organizmy horosho prisposobilis' za dlitel'noe (dazhe v geologicheskom ponimanii) vremya svoego sushestvovaniya. V nastoyashee vremya, odnako, blagodarya vliyaniyu chelovecheskoi deyatel'nosti, nablyudaetsya ustoichivaya tendenciya k izmeneniyu energeticheskogo balansa, k nasysheniyu okruzhayushei sredy elektromagnitnymi polyami v shirokom chastotnom diapazone i drugimi iskusstvenno sozdavaemymi fizicheskimi polyami. Poetomu zhivym organizmam, v tom chisle i cheloveku, prihoditsya prisposablivat'sya k novym usloviyam.
Tehnogennoe fizicheskoe zagryaznenie naibolee harakterno dlya territorii krupnyh gorodov, promyshlennyh raionov i drugih intensivno ispol'zuemyh territorii. V predelah takih territorii, blagodarya bol'shomu kolichestvu proizvodimoi, preobrazuemoi i potreblyaemoi energii, voznikaet i ustoichivo sushestvuet povyshennyi fon tehnogennyh fizicheskih polei. Tak, naprimer, Moskva v techenie goda proizvodit v srednem 2,15*1017 Dzh energii, chto sootvetstvuet realizacii moshnosti v 6,82*103 MVt. Eto prevyshaet moshnost' Bratskoi GES (4,1*103 MVt) i sopostavimo s moshnost'yu Krasnoyarskoi GES (6,0*103 MVt).
Ne buduchi v sostoyanii vosprinyat' polnost'yu postupayushuyu v izbytke energiyu tehnologicheskih fizicheskih polei, sreda chast' etoi energii " rashoduet " na izmenenie svoistv geologicheskoi sredy, v chastnosti na podgotovku, aktivizaciyu i podderzhanie ekzogennyh geologicheskih processov, kotorye stanovyatsya, takim obrazom, v znachitel'noi mere tehnogennymi. Izbytochnaya energiya tehnogennyh fizicheskih polei mozhet takzhe okazyvat' povrezhdayushee i razrushayushee vozdeistvie na inzhenernye sooruzheniya i kommunikacii, negativnym obrazom vliyat' na zhivye organizmy i v tom chisle na organizm cheloveka. Takim obrazom, tehnogennoe fizicheskoe (energeticheskoe ili polevoe) zagryaznenie mozhno opredelit' kak summarnyi energeticheskii potencial iskusstvenno sozdavaemyh (tehnogennyh) fizicheskih polei, znachitel'no prevoshodyashii po velichine potencial estestvennyh geofizicheskih polei i okazyvayushii v silu etogo negativnoe vozdeistvie na okruzhayushuyu sredu, inzhenernye sooruzheniya, zhivye organizmy i organizm cheloveka. I v sootvetstvii s etim tehnogennoe fizicheskoe zagryaznenie mozhno rassmatrivat' kak rezul'tat vozdeistviya energovooruzhennogo cheloveka na okruzhayushuyu sredu, oposredovannogo cherez iskusstvenno sozdavaemye fizicheskie polya. Vozdeistvie eto, kak uzhe otmechalos', nosit energeticheskii harakter i etim principial'no otlichaetsya ot drugih vidov vozdeistviya (himicheskogo i biologicheskogo), yavlyayushihsya veshestvennymi po svoei suti. Na ris. 6.4 predstavlena shema formirovaniya obshego tehnogennogo zagryazneniya, odnim iz komponentov kotorogo yavlyaetsya rassmatrivaemoe fizicheskoe zagryaznenie. Shema pokazyvaet, kak tehnogennye fizicheskie polya, okazyvaya na okruzhayushuyu sredu energeticheskoe vozdeistvie, vmeste s himicheskimi veshestvami i mikroorganizmami sposobstvuyut formirovaniyu tehnogennogo zagryazneniya, posledstviya kotorogo proyavlyayutsya v vide izmeneniya geologicheskoi sredy, destrukcii (povrezhdeniya) inzhenernyh ob'ektov i fiziologicheskih narushenii v zhivyh organizmah.
 |
| Ris. 6.4. Formirovanie i posledstviya tehnogennogo zagryazneniya sredy |
1Avtorom etogo razdela yavlyaetsya A.D.Zhigalin.
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
geofizika - Zemlya - zemnaya kora
Publikacii so slovami: geofizika - Zemlya - zemnaya kora | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
