Техногенные месторождения

 

Таблица 8.

Источники информации для  формирования геоинформационных пакетов (ГИП).

№	Тип информации	Тип носителя	Масштаб
1	Космоснимок -разрешение: 10 м -тип съёмки: панхроматика -захват: 60´ 69 км	CD-ROM	1:50 000
2	Аэроснимок -разрешение: 1 м -тип съёмки: цветные  полутона -ортофотоплан: 2 ´2 км	Полноцветная фотопечать и электронный формат	1:5 000
3	Топокарты -планшет 1:200 000 (40 ´40 км) -планшет 1:25 000 (10 ´10 км) -планшет 1:5 000 (2 ´2 км)	Бумажный	1:200 000 1:25 000 1:5 000
4	Геологические карты -планшет 1:200 000 (40 ´40 км) -планшет 1:25 000 (10 ´10 км)	Бумажный, Электронный	1:200 000 1:25 000
5	Гидрогеологическая карта -планшет 1:200 000 (40 ´40 км)	Бумажный, Электронный	1:200 000
6	Геохимическая съёмка в  масштабах -1:100 000 (40 ´40 км) -1:25 000 (10 ´10 км) -1:5 000 (2 ´2 км)	Электронный	1:100 000 1:25 000 1:5 000
7	Радиометрическая съёмка в масштабах -1:100 000 (40 ´40 км) -1:25 000 (10 ´10 км) -1:5 000 (2 ´2 км)	Электронный	1:100 000 1:25 000 1:5 000
8	Эманационная съёмка в масштабах -1:100 000 (40 ´40 км) -1:25 000 (10 ´10 км) -1:5 000 (2 ´2 км)	Электронный	1:100 000 1:25 000 1:5 000
9	Инженерно-геологическая  съёмка -1:25 000 (10 ´10 км) -1:5 000 (2 ´2 км)	Электронный	1:25 000 1:5 000
10	Экологическая съёмка -1:100 000 (40 ´40 км)	Электронный	1:100 000
11	Гидрогеологическая съёмка -1:25 000 (10 ´10 км) -1:5 000 (2 ´2 км)	Электронный	1:25 000 1:5 000
12	Опробование сырья, подсчёт  запасов	Бумажный, электронный

 

Постоянное загрязнение  окружающей среды требует оптимальной организации процесса мониторинга. Разработаны многоуровневые системы сбора, обработки, хранения и анализа информации, позволяющие чётко разделить функции различных подразделений, оптимально использовать технические средства и оперативно получать необходимую информацию. Двухуровневая система мониторинга представлена на рис. 5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 5. Информационная система  экологического мониторинга объектов окружающей среды

 

Система мониторинга первого уровня предназначена для измерения, регистрации и первичного накопления данных по объекту в автоматическом режиме. Эти функции выполняются рабочими станциями (РС-1), которые представляют собой аппаратурно-программные комплексы на базе персональных компьютеров и измерительной аппаратуры различного назначения:

• измерение химических загрязнений (содержание тяжёлых металлов и т.д.);
• измерение органических загрязнений (содержание пестицидов, бензапирена и т.д.);
• измерение ионизирующих a-, b- и g-излучений.

Второй, более высокий, уровень системы мониторинга  – это программные комплексы  на центральной ЭВМ, назначение которых:

• сбор оперативной информации по мониторингу с РС-1 и передача этих данных в соответствующую БД в автоматическом режиме;
• диалоговый режим ввода и ведения баз данных по всем видам загрязнений ОС;
• диалоговый режим ввода и редактирования данных по любой БД;
• проверка достоверности хранящейся информации;
• интеграция всех данных на региональном уровне и их обработка, анализ и обобщение имеющейся информации, визуализация и печать выходных документов в табличной форме, а так же построение 2-х и 3-х мерных графиков.

Первые два уровня решают технические задачи по созданию баз данных по различным видам  загрязнений ОС – атмосферы, территории, воды, почвы, строительных материалов и изделий из них и т.д.

На более высоком  уровне эти данные служат базой для  комплексной оценки состояния ОС, здоровья населения, системного анализа  состояния экосистемы, для выработки  подходов реабилитации, экспертного  анализа экологической ситуации и её прогнозирования.

Система метрологического обеспечения мониторинга должна предусматривать необходимую точность измерений, которая гарантируется  различными видами испытаний (внутрилабораторный и межлабораторный контроль, геологический контроль) и периодической поверкой средств измерений.

6. Геоэкологическое  картирование и составление эколого-геологических  карт (ЭГК) по техногенным месторождениям

 

Одним из необходимых  видов исследований ТМ является оценка их влияния на загрязнение ОС и прогноз экологического состояния прилегающих территорий, что определяет необходимость составления экогеологических карт.

Экогеологическая карта  представляет собой картографическое отображение геологической среды (ГС) и происходящих в ней процессов, которые оказывают влияние на экосистемы, среду обитания и здоровье человека.

Основное отличие ЭГК  от других карт геологического содержания является экологическая оценка геологических показателей и процессов в естественных и нарушенных условиях. Нормативными документами для оценки экологического состояния ГС являются:

1. «Критерии оценки экологической обстановки территории для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия», утверждённые министром охраны ОС и природных ресурсов РФ В.И.Даниловым-Данильяном 30.11.1992 г, а так же
2. «Порядок определения размеров ущерба от загрязнения земель химическими веществами», утверждённый им же и председателем комитета РФ по земельным ресурсам и землеустройству Н.В.Комовым 10.11.1993 г.

Принципы решения и подходы к геоэкологическому картированию были сформулированы в работе:

3. Галицин М.С., Островский Б.Н., Островский Л.А. Требования к геоэкологическим исследованиям и картографированию. Масштаб 1:500 000, 1:200 000, 1:50 000,1:25 000. – М.: ВСЕГИНГЕО, 1990. – 127 с.

Методика геоэкологического  картирования изложена в работе:

4. Вострокнутов Г.А. Временное руководство на проведение геохимических исследований при геоэкологических работах. – Екатеринбург, 1991. – 137 с.

В соответствии с перечисленными нормативно-методическими документами результаты геоэкологического картирования должны быть представлены 2-х листным вариантом карты:

• фактологическая геоэкологическая карта и
• карта оценки экологического состояния ГС.

Первый лист включает:

а) карту ландшафтов местности, прилегающей к ТМ, которая служит основой для интерпретации эколого-геохимических карт. Эта карта строится с использованием

• топографических карт,
• материалов аэродешифрирования,
• ряда специализированных карт (геологической, геоморфологической, тектонической, металлогенической, растительности, почвенной, гидрогеологической, хозяйственного использования земель и др.)

.Она отражает пространственное  расположение и взаимоотношения  различных ландшафтов, их компонент  (почв, растительности, водотоков и  водоёмов, литогенной основы), природных и техногенных факторов, в совокупности определяющих уровень содержания химических элементов в почвогрунтах, в поверхностных и подземных водах, донных осадках и т.д., направления, пути, формы и интенсивность их миграции и вторичной аккумуляции.

При ландшафтно-геохимическом  районировании местности, прилегающей  к ТМ, типичными являются следующие разновидности ландшафтов:

• элювиальные (водораздельные);
• трансэлювиальные (склоновые);
• транссуперэлювиальные (участки пойм и комплекса низких террас);
• аквальные (ландшафты проточных и непроточных озёр, рек, водоёмов);
• супераквальные (ландшафты озёрно-болотных впадин и котловин);
• техногенно образованные ландшафты (шламохранилища, отстойники, свалки).

б) эколого-геохимические карты, представляющие собой поэлементные карты полей Pb, Cu, Zn, Hg и других элементов, загрязняющих ОС, а так же карту комплексного загрязнения аномалиеобразующими элементами. На подобных картах выделяются области загрязнения отдельными аномалиеобразующими элементами или области загрязнения, обусловленные их суммарным воздействием.

Для построения поэлементных карт вычисляются абсолютные (С_а, мг/кг) и относительные содержания элементов для каждой градации поля. Последние получили название «кларки концентраций» (КК) и представляют собой абсолютное содержание, выраженное в единицах кларкового содержания для каждого из элементов

Комплексный показатель геохимического загрязнения аномалиеобразующими  элементами (Z_C) рассчитывается по формуле

где m – число аномалиеобразующих элементов с КК³1 в i-й пробе.

 

Легенда к поэлементным картам выглядит примерно так

В легендах к картам комплексного геохимического загрязнения указывается  только значение Z_C

 

Картографирование геохимических  показателей (КК и Z_C) производится по отдельным блокам ГС:

 

• почвы,
• поверхностные и подземные воды,
• донные осадки и т.д.

Примером таких карт для почвогрунтов может служить  рис. 6.

в) карты радиоактивного, нефтяного, бензапиренового (от автотранспорта) и других загрязнений строятся в некоторых экогеологических ситуациях, требующих знания этих видов загрязнения.

 

Рис. 6. Карты полей  распределения цинка (а) и суммарного загрязнения элементами Cu, Zn, Pb, Ag, Hg, As, Cd, Bi, Sn, Cr, Ni, Co, W, Mn, Ti и Mo. (б) почвогрунтов

Для оценки геоэкологической обстановки в зимний период проводится снеговая съёмка. Пробы снега отбираются из шурфов, вскрывающих снеговой покров на всю мощность, однако, исключается нижний слой толщиной около 10 см, чтобы устранить попадание в пробу почвенного материала и влияние обменных реакций на границе двух сред: снег – почва. Снеговая съёмка является эффективным средством оценки пылевого загрязнения территории, а так же загрязнения металлами, переносимыми этой пылью, и установления основных источников пылеобразования и области их действия.

Полевые работы, проводящиеся для получения исходных данных, необходимых  для решения задач экогеологического  картирования, совмещаются с оценкой  техногенных месторождений и  сопровождаются площадным опробованием. Сеть и методы пробоотбора регламентируются нормативно-инструктивными материалами геохимических поисков, при этом пункты пробоотбора должны быть расположены на наиболее типичных ландшафтах. Например, при картировании в масштабе 1:50 000 и 1:25 000 обычно пробы отбираются по сети 250´250 метров в пределах населённых пунктов и до 500´500 метров на остальной территории. Пробы отбираются из верхнего (0 – 10 см) почвенного горизонта методом «конверта» со сторонами 10-50 метров и анализируются на 2-3 десятка элементов. В связи с этим важным элементом геоэкологического картирования является аналитическое обеспечение. Предпочтение отдаётся многоэлементным инструментальным методам. На первом этапе исследований для определения круга аномалиеобразующих элементов используется полуколичественный спектральный анализ на 20-30 элементов. Количественный анализ проводится атомно-абсорбционным, рентгенофлуоресцентным, нейтронно-активационным и другими методами, которые выбираются в зависимости от определяемого круга элементов и требуемых пределов обнаружения.

Таким образом, составление  первого листа ЭГК, состоящего, как  правило, не менее чем из одного-двух десятков информационных слоёв (разнообразных  карт), представляющего собой картографическую модель геологической среды (ГС) и происходящих в ней процессов, требует достаточно большого объёма временных и материальных затрат.