Наблюдательные сети и объём работ

Площадь исследования при мониторинге устанавливается с учетом границ лицензируемых участков, а также промышленной территории, санитарно-защитной зоны и экологической напряженности данного района.

Основу сбора информации о геологической среде в ходе мониторинга составляют наблюдательные сети, которые призваны обеспечить всесторонний сбор достоверной информации о среде в целом и ее отдельных элементах. В зависимости от назначения в мониторинге геологической среды используют четыре основные группы наблюдений: инвентаризационные, ретроспективные, режимные и методические (Королев, 1995).

Инвентаризационные наблюдения (от слова «инвентаризация» – подсчет имеющегося в наличии на данный момент) проводятся достаточно редко, через длительный срок, для того чтобы либо оценить начальное состояние геологической среды, либо оценить многолетние изменения геологической среды. Инвентаризационные наблюдения, как правило, включают в себя набор трудоемких или дорогостоящих методов наблюдений за объектами геологической среды, которые не могут часто использоваться или входить в состав режимных наблюдений. Эти наблюдения носят характер инвентаризации на определенный период и могут проводиться либо один раз в год, либо в 2-3 года и более.

Ретроспективные наблюдения (от слова «ретроспекция» – взгляд в прошлое, обращение к прошлому) составляют второй вид натурных наблюдений, используемых в мониторинге геологической среды. По срокам и периодичности проведения ретроспективные наблюдения могут быть различными в зависимости от того, насколько велика скорость изменения того или иного элемента геологической среды.

Режимными стационарными наблюдениями называются наблюдения за динамикой процессов и явлений на наблюдательных стационарах – наблюдательных участках, точках, пунктах – в целях выявления их закономерностей и обусловленности. Они отражают определенные временные (ежегодные, сезонные, ежемесячные, суточные и др.) колебания в системе наблюдаемых объектов и процессов. Режимные наблюдения в общей методике инженерно-геологических исследований составляют определенный, самостоятельный и важный вид геологических работ, который входит как часть наблюдений и в мониторинге геологической среды.

Методические наблюдения направлены на совершенствование методов мониторинга или на создание новых. Методические наблюдения часто предшествуют режимным или ретроспективным для корректировки или уточнения программ наблюдений.

Наблюдательные сети в пределах геологической среды формируются в определенном трехмерном пространстве. В зависимости от масштаба исследований или ранга мониторинга геологической среды наблюдательные сети бывают детальные, локальные, региональные или национальные (Королев, 1995). Они охватывают определенные площади – так называемые наблюдательные полигоны соответствующего уровня. Наблюдательные полигоны могут включать всю исследуемую территорию или только ее часть. В последнем случае наблюдения ведут либо на опытных площадках, оборудованных соответствующим образом, либо на эталонных участках, геологическое строение которых отражает лишь какой-либо один характерный элемент геологической среды.

Низшей структурной единицей иерархической системы наблюдений мониторинга геологической среды является точка наблюдения –точка отбора проб грунта или почвы, родник, колодец, скважина и т.п.

Следующий уровень – наблюдательный пост (гидрогеологический, геокриологический, инженерно-геологический, геофизический и т.п.), состоящий в случае гидрогеологических наблюдений из группы поэтажно оборудованных наблюдательных скважин. Пост обычно обеспечивает какую-либо одну группу наблюдений, а в случае комплексного применения методов наблюдений (например, гидрогеологических и геофизических) перерастает в наблюдательный полигон. В пределах наблюдательного полигона оборудуется система наблюдательных скважин и экспериментальных площадок, предназначенных для изучения конкретных инженерно-геологических, гидрогеологических и геокриологических явлений и процессов.

В зависимости от таксономического ранга наблюдательного полигона на них решаются разные задачи. Полигоны низшего ранга – детальные наблюдательные полигоны, предназначенные для решения различных узких задач сбора первичной информации на участках, типовые условия которых соответствуют опорному полигону.

Опорный полигон соответствует локальному уровню исследований и оборудуется на типовом (опорном) участке, характеризующем какую-либо таксономическую единицу инженерно-геологического типологического районирования.

Разновидностью опорных полигонов являются так называемые фоновые полигоны, или полигоны для сбора фоновой информации на территории, не затронутой техногенными воздействиями. На территории суши Земли площадь неизмененных или незначительно измененных человеком земель постоянно сокращается и сейчас составляет около 15% площади суши, 30% территории составляют частично преобразованные земли и 55% территории, интенсивно измененные и используемые человеком. На региональном уровне исследований в качестве таких участков для оценки фоновых значений показателей может использоваться существующая в России сеть биосферных заповедников и заказников, которая включена в систему глобального мониторинга природной среды. Биосферные заповедники или заказники разного ранга имеются практически во всех административных районах России.

Совокупность ряда опорных полигонов образует региональный наблюдательный полигон. Такие полигоны позволяют устанавливать наиболее общие региональные закономерности изменения геологической среды на всей территории.

Специальные наблюдательные полигоны создаются для наблюдений за какими-либо негативными процессами на различных ответственных или уникальных сооружениях. Сложность таких сооружений (например, гидроузла, АЭС и т.п.) обуславливает проведение особых защитных инженерных мероприятий и, соответственно, особых наблюдений, проводимых по специально составленной программе. В связи с этим в системе мониторинга геологической среды специальные полигоны выделяются в отдельный вид.

Опытно-методический полигон в системе мониторинга геологической среды выполняет роль испытательного. В отличие от опорных участков на опытно-методических полигонах ведется проверка и отработка всевозможных методов контроля и сбора первичной информации за элементами геологической среды или ПТС, проводятся натурные эксперименты, отрабатываются модели и т.д.

Изыскательские полигоны служат для кратковременных (на период изысканий) исследований и режимных наблюдений в системе мониторинга. Исследования на них ведутся в соответствии с действующими нормативными документами. Такие полигоны создаются на начальных стадиях формирования наблюдательной сети мониторинга, на стадиях предварительных исследований и т.п.

Комплексная реализация мониторинга геологической среды хорошо иллюстрируется В.А. Королевым (1995), который в содержание организации мониторинга включает три основных блока: 1) типологическое инженерно- геологическое районирование геологической среды рассматриваемой территории; 2) техногенные воздействия, отражаемые на карте в соответствии с их типизацией; 3) наблюдательная сеть мониторинга. На рисунке 3.2.1 показан фрагмент схематической карты специального инженерно-геологического районирования территории, на которой предполагается создать систему мониторинга.


Эта карта построена на основе базовых карт – геологической, геоморфологической, инженерно-геологической и гидрогеологической. Схематическая карта хозяйственного освоения данной территории содержит информацию о расположении всех источников техногенных воздействий и их последующего анализа с учетом оказываемых ими техногенных воздействий (рис. 3.2.2)

На следующем этапе работ составляется схематическая карта техногенных воздействий (рис.3.2.3), на которой также содержится информация об их пространственном распространении, о зонах влияния инженерных сооружений, интенсивности воздействий (слабое, сильное и т.п.).


Такая карта строится на основе аналитического материала, съемочных работ и специальных исследований. Для исключения перегруженности карты источники техногенных воздействий на ней не показаны, но тем не менее она анализируется вместе с предыдущей картой. Эта карта очень важна в системе мониторинга, поскольку позволяет выявить опасные в эколого-геологическом отношении участки. Анализ этой карты позволяет подойти к возможности оценки пространственной сети системы пунктов получения информации (СППИНФ) для целей мониторинга. Сопоставление карт районирования и техногенных воздействий позволяет выявить особенности пространственного изменения зон влияния, а значит обоснованно разместить наблюдательную сеть мониторинга.

 


 


Фрагмент карты-схемы организации наблюдательной сети мониторинга той же территории показан на рисунке 3.2.4.

Легенда к ней разработана на основе классификации компонентов наблюдательной сети применительно к данному масштабу картографирования. На карте-схеме также показываются участки районирования. Рассмотренный здесь в качестве примера порядок составления карты-схемы организации мониторинга геологической среды территории раскрывает лишь общую схему картографирования. Однако в каждом конкретном случае эта схема так же, как и информация, отражаемая на этих картах, может видоизменяться.

Объем работ и количество проб при мониторинге определяется сетью наблюдения. Расстояние между точками обязательного наблюдения меняется в зависимости от масштаба и площади работ. Сгущение сетки наблюдений проводится на участках с особо сложным ландшафтным строением и при наличии нескольких крупных и удаленных друг от друга загрязнителей, при различных способах поступления загрязняющих веществ от загрязнителя на изучаемую территорию и в других аналогичных случаях с особосложными зкологическими условиями.

Следует иметь в виду, что в отдельных случаях за пределами санитарно-защитной зоны более рационально использование векторной системы опробования с учетом преобладающей розы ветров.

Выбор природных сред в точках опробования определяется конкретной ситуацией и может быть как комплексной, так и индивидуальной.

Непосредственно геоэкологические исследования включают изучение поверхности, проходку шурфов и скважин, опробование пород, почв, вод, биогенной массы, атмосферных осадков, снежного покрова. Шурфы предназначены для изучения полного профиля почвы, глубина их до 2-2,5 м (сечение – 1,25 м2) в зависимости от глубины залегания плотной породы или появления воды. Для изучения коренных пород, подстилающих почвы, и вскрытия грунтовых вод рядом с шурфами проходятся скважины глубиной до 3 метров. Такая комбинированная горно-буровая выработка может представлять собой основную точку наблюдения при мониторинге. Привязка точек наблюдения должна осуществляться приборами спутникового позиционирования (GPS).

Точки наблюдения располагаются по профилям, позволяющим выполнить комплексное опробование компонентов природной среды водоразделов, склонов и долин с изучением элементарных ландшафтов (элювиальные, трансэлювиальные, супераквальные и субаквальные), конечных бассейнов твердого и жидкого стока. Количество отбираемых проб почв и пород рассчитывается с учетом сети опробования и необходимости охарактеризовать все генетические горизонты почв, а также материнские породы и элементарные ландшафты. Все остальные природные среды отбираются в количестве необходимых для составления статистически значимых выборок и построения схем распределения загрязняющих компонентов.

Помимо профильной системы и опорных разрезов, характеризующих его подпочвенный слой, растительность и живые популяции возможна (по мере необходимости) проходка неглубоких (до 150 метров) и глубоких (до 500 метров и более) гидрогеологических скважин.

Неглубокие скважины необходимы для изучения экологического состояния вод первых от поверхности водоносных горизонтов как естественных элементов геологической среды. Они закладываются в различных геоморфологических условиях с тем, чтобы изучить все первые от поверхности водоносные горизонты. Глубокие скважины проходятся при отсутствии на площади пробуренных гидрогеологических скважин или невозможности повторного их опробования. Глубокие скважины позволяют охарактеризовать геохимический облик по макро- и микрокомпонентам, радиоактивным элементам подземных вод глубоких горизонтов.

 

3.3. Методы подготовки проб к лабораторным исследованиям

 

Перед выполнением аналитических исследований осуществляется подготовка проб к анализам, причем пробоподготовки проводится согласно рекомендаций конкретного вида анализа.

Пробы снега и пыле-аэрозольных выпадений проходят специальную пробоподготовки согласно методических рекомендаций (Методические …, 1982).

Пробы пыле-аэрозольных выпадений и почв для f-радиографии подвергаются специальной пробоподготовки, связанной с последующим облучением проб в реакторе.

Пробоподготовка растений связана с озолением проб, которая проводится в лабораторных условиях с различным для каждого типа растений периодом выдержки в электропечи (Алексеенко, 2000). Для озоления необходимо достичь появление равномерной окраски золы (белая, пепельно-серая, коричневая) и отсутствие черных углей. Потери при озолении определенной части летучих элементов обычно не препятствует выявлению биохимических аномалий (Ковалевский и др., 1967; Ковалевский, 1991).

Отбор проб биологических тканей и внутренних органов мелких грызунов и птиц для определения в них содержания радионуклидов и тяжелых металлов проводится согласно инструкции (Инструкция …, 1993).

Пробы волос проходят специальную подготовку, включающую обезжиривание волос.

Гидрохимические пробы до отправки в лабораторию следует хранить в местах, исключающих попадание прямых солнечных лучей и требуют специальных способов консервации.

 

3.4. Перечень и содержание материалов

Основными схемами, составляемыми по результатам работ, являются обязательные и вспомогательные (Требования …, 1990). На этих схемах выделяются эпицентры загрязнения и источники загрязнения. Приводятся врезки более крупного масштаба с результатами режимных наблюдений в эпицентре загрязнения.

К обязательным относятся следующие схемы:

- геоэкологическая;

- геохимическая;

- гидрогеодинамическая;

- защищенности подземных вод от загрязнения;

- прогнозной динамики ГС;

- оценки состояния ГС и районирования по комплексам природоохранных мероприятий.

Геоэкологическая схема является основным документом мониторинга и представляет собой синтез полученной в процессе работ информации.

Сплошной и прерывистой закраской показываются фоновые и аномальные содержания элементов и соединений, загрязняющих ГС и ее компоненты. Для подземных вод и почв показываются отклонения концентраций загрязняющих веществ от нормируемых ГОСТом или ПДК. На схеме индексами отображается также генезис ареалов загрязнения (миграция подземных вод, зоны инфильтрации и т.д.). На схеме показывается распределение загрязнения по вертикали на типовых участках. Контурами и знаками выделяются техногенные изменения гидрогеологических условий: границы и параметры депрессионных воронок, зон подпора грунтовых вод, техногенных участков питания и разгрузки подземных вод, площади, где произошли изменения температуры, минерализации и химического состава поземных вод, по возможности скорости гидрогеологических процессов (инфильтрации, изменений уровней грунтовых вод и т.п.).

Различными видами, наклоном и цветом штриховок показываются участки с проявлениями различных типов ЭГП и интенсивность их проявления в заданных границах.

Выделяются территории, где произошли изменения других компонентов ландшафта (растительности, поверхностных вод) под влиянием нарушений ГС.

Схема защищенности подземных вод от загрязнения показывает возможности поступления загрязняющих веществ в подземные воды через зону аэрации, составляется по методике, разработанной В.М. Гольдбергом (Методические …, 1980). При этом учитывается литологический состав и мощность пород зоны аэрации, особенности пород зоны аэрации с учетом их сорбционной способности как главного фактора защитной способности ГС. На схеме показываются также источники загрязнения, участки водоносных горизонтов и комплексов, где подземные воды загрязнены. Показываются возможные направления миграции загрязнения с подземными водами.

На схеме прогнозной динамики ГС показываются результаты геоэкологических прогнозов. Основной раздел легенды карты должен быть посвящен оценке направленности экологических изменений ГС в трех средах – почвах, породах зоны аэрации, грунтовых водах. Динамика ГС оценивается по направленности процессов: ухудшение, улучшение, относительная стабильность. На карте показываются также конкретные результаты геоэкологических прогнозов по отдельным параметрам и процессам, изменения загрязненности почв, пород зоны аэрации и грунтовых вод, интенсивности ЭГП и т.п. При этом должны учитываться генетические цепочки процессов. Например, интенсивное загрязнение почв может привести к снижению их защитной способности, последующему загрязнению пород зоны аэрации и грунтовых вод. Подъем уровней грунтовых вод в результате орошения в аридных районах может привести к понижению минерализации вод, засолению почв и пород зоны аэрации, снижению их сейсмостойкости, активизации просадочно-суффозионных и других процессов.

Схема оценки состояния ГС и районирования по комплексам природоохранных мероприятий предназначена для пользователей геоэкологической информации, в первую очередь проектировщиков. Рекомендуется выделять три категории территорий с различной нарушенностью ГС: слабо-, средне- и интенсивно измененные.

Территории со слабоизмененной (или неизмененной) ГС характеризуются состоянием, близким к естественному, и, как правило, экологически безопасны, за исключением районов, где наблюдаются природные повышенные концентрации в различных средах нормируемых компонентов.

На территории со средней интенсивностью нарушений ГС экологическая обстановка изменена на 20-25% площади. При усилении воздействия на ГС ее состояние потребует проведения существенных природоохранных мероприятий.

Интенсивные негативные изменения ГС связаны с мощным техногенным воздействием, сопровождающимся практически сплошным развитием ГТС (50% и более). Для устранения подобных нарушений ГС необходимо проведение длительных и дорогостоящих природоохранных мероприятий.

Для отображения экологического состояния ГС рекомендуется закраска контуров по принципу светофора: зеленый цвет – благоприятное состояние, желтый – относительно благоприятное, красный – неблагоприятное.

Вспомогательные схемы дифференцируются на аналитические и синтетические. К аналитическим схемам относятся:

- ландшафтные;

- моноэлементные, отражающие концентрации отдельных элементов в почвообразующих породах, почвах, пыле-аэрозольных выпадениях, поверхностных и подземных водах, растительности, биогенной массы, на которых изолиниями выделяются поля (зоны) разных содержаний того или иного компонента (в абсолютных или нормированных по отношению к фону или ПДК содержаниях);

- схемы геохимических ассоциаций, на которых выделяются зоны (поля), характеризующиеся развитием тех или иных ассоциаций металлов (что отражает принадлежность к одному источнику загрязнения) или степенью токсичности (что отражает различный уровень опасности зон);

- вспомогательные, отражающие распределение различных количественных показателей по средам опробования с показом контуров комплексных аномалий;

- схема проницаемости пород зоны аэрации;

- схема проявлений отдельных ЭГП;

- схема фактического материала.

Схема техногенной нагрузки на территорию отражает расположение различных техногенных объектов и систем с оценкой возможной направленности техногенного воздействия. Помимо техногенных объектов, оказывающих на ГС региональное влияние, на схеме должны быть отражены и локальные техногенные объекты. Виды техногенных объектов и систем показываются буквенными обозначениями в пределах распространения типологических единиц ГС.

 

 

Основная терминология на английском языке

 

Ареал -Areal, geographical range

Биоиндикатор -Bioindicator

Биокосные вещества -Biologically inert substances

Воды поверхностные -Surface water, day water, land water

Геолого-экологические (геоэкологические) исследования -Geoecological swivey

Геолого-экологические исследования и картографирование (ГЭИК) -Geoecological survey and map production

Геофизика -Geophysic

Геохимия -Geochemistry

Геоэкология -Geoecology

Гидробиосфера -Hydrobiosphere

Гидрогеология -Hydrogeology

Гидрология –Hydrology

Деградация ландшафта -Landscape degradation

Дистанционные методы исследования окружающей среды -Remote sensing of environment

Заболевание профессиональное -Professional disease, occupational disease

Загрязнение тяжелыми металлами -Heavy metalls pollution

Загрязнение химическое -Chemical pollution

Загрязнение физическое -Physical contamination

Загрязнение электромагнитное -Electromagnetic pollution

Источник загрязнения -Source of pollution

Карта -Map, chart

Карта геолого-экологическая –Geological-ecological map

Картирование отвалов -Mapping of dumps

Картографирование экологическое -Cartographical map production

Кларки элемента -Clarkes, crustal abundances

Ландшафт -Landscape

ландшафт антропогенный -Anthropogenic landscape

Ландшафт геохимический -Geochemical landscape

Миграция -Migration, travel

Микроэлемент -Minor element, trace element

Нагрузка на ландшафт предельно-допустимая -Maximum permissible landscape loan

Объект -Object

Объект геоэкологических исследований -Geoecological study area

Почва –soil, ground, earth

Районирование -Zonation, geographical demarcation

Рельеф -Relief, topography

Съемка геологическая -Geological survey

Съемка геофизическая -Geophysical survey

Съемка инженерно-геологическая -Engineering geological mapping

Съемка литогеохимическая -Lithogeochemical survey

Территория -Territory, area

Фактор селитебный -Urban factor

Фон природный -Natural background


Глава 4. Мониторинг состояния отдельных
природных сред






Дата добавления: 2016-06-22; просмотров: 1888;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2020 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей. | Обратная связь
Генерация страницы за: 0.074 сек.