WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 10 | 11 || 13 | 14 |   ...   | 31 |

Сравнительная оценка наблюдаемых уровней содержания химических элементов (соединений) в различных компонентах окружающей среды может осуществляться путем сравнения их с нормативными параметрами – гигиеническими и экологическими нормативами и стандартами: предельно-допустимые (ПДК) и ориентировочно-допустимые (ОДК) концентрации. Однако данные нормативы разработаны в настоящее время не для всех сред (отсутствуют для растительности, не используемой в сельском хозяйстве), не для всех загрязнителей, не всегда адекватны истинной опасности последних и имеют тенденцию периодически изменяться.

Поэтому в экологической геохимии в качестве специфических нормативных величин используются фоновые уровни химических элементов (соединений). Под геохимическим фоном (фоновым содержанием, «природным фоном», «природным, естественным содержанием») в экологической геохимии понимается средняя концентрация его в природных телах (компонентах) по данным изучения естественного распределения (с учетом вариаций) в пределах однородного в ландшафтно-геохимическом отношении участка, не затронутого техногенезом (на практике – это, как правило, участки, расположенные вне зоны прямого техногенного влияния) (Сает, Ревич, 1998; Янин, 1999).

Воздействие источников загрязнения приводит к формированию в окружающей среде техногенных геохимических аномалий, т. е. участков территорий, в пределах которых хотя бы в одном из слагающих их природных тел (компонентов) статистические параметры распределения химических элементов и их соединений достоверно отличаются от вариаций геохимического фона (фонового содержания). Необходимо отметить, что существует также более узкое понятие зоны загрязнения; под ней обычно подразумевается часть техногенной геохимической аномалии, в пределах которой загрязняющие вещества достигают концентрации, оказывающей неблагоприятное влияние на живые организмы (Сает, Ревич, 1990).

Техногенные геохимические аномалии могут характеризоваться как моноэлементным, так и полиэлементным составом, поэтому наряду с изучением распределения отдельных химических элементов, при эколого-геохимических исследованиях проводится анализ геохимических ассоциаций – групп элементов, характеризующих специфические особенности зон воздействия различных источников и обнаруживаемых в компоненте среды в количествах, отличных от неких нормативных величин (фона) (Янин, 1999).

При изучении важнейшей характеристики техногенных геохимических аномалий – степени концентрирования – широкое распространение приобрел такой параметр, как коэффициент концентрации химического элемента Кс, рассчитываемый по отношению реального (аномального) содержания загрязнителя в природном объекте к его фоновому уровню в аналогичном объекте.

Для характеристики полиэлементных аномалий используют суммарные показатели, в т. ч. широко известный суммарный показатель загрязнения Zc, введенный в практику экологогеохимических исследований Ю. Е. Саетом.

Суммарный показатель загрязнения n, Zc = Kc - (n - 1) i=где Кс – коэффициент концентрации i-го элемента, а n – число учитываемых аномальных элементов.

Данный показатель является одним из немногих утвержденных санитарно-гигиенических нормативов, вполне применим при мелко- и среднемасштабном картировании (Буренков и др. 2001). Однако он имеет несколько существенных недостатков – не учитывает различий в потенциальной опасности элементов, а также, что наиболее важно, синергизм действующих параметров По значениям величины Zc проводится оценка территории с выявлением уровня загрязнения компонентов окружающей среды – низкого, среднего, высокого и очень высокого. Подобное выделение основано на соотнесении величины Zc с изменением показателей здоровья населения, т. е. является неслучайным и обоснованным (Сает, Ревич, 1990).

Для техногенного загрязнения характерна резкая пространственно-временная неоднородность, что обусловливает два аспекта эколого-геохимических исследований:

пространственный и временной. Этим в свою очередь определяется комплекс используемых методов и методических приемов. Основными методами исследования в экологической геохимии, таким образом, являются эколого-геохимическая съемка и геохимический мониторинг компонентов окружающей среды, находящихся под воздействием источников загрязнения.

Кроме того, особую группу составляют методы, в основу которых положены разработки биогеохимии, геогигиены, эпидемиологии, аналитической химии, связанные с исследованиями конкретных компонентов среды, механизмов миграции, форм нахождения химических элементов, оценкой биогеохимических и гигиенических последствий загрязнения и др. (Янин, 1999).

6.3. Геохимические экологические функции литосферы Под геохимической экологической функцией литосферы понимается функция, отражающая свойство геохимических полей (неоднородностей) литосферы природного и техногенного происхождения влиять на состояние биоты в целом и человеческое сообщество в частности.

Объектом исследований при таком подходе является вещественный, химический состав компонентов литосферы (горные породы, минералы, донные осадки, почвы, подземные воды, нефть, газы) и формируемые ими поля природного, природно-техногенного или техногенного происхождения. В качестве предмета исследований рассматривается система знаний о геохимических полях различного генезиса и их воздействие на живые организмы, а в общем виде – знания о геохимической экологической функции и геохимических свойствах литосферы.

Основной отличительной особенностью геохимической экологической функции литосферы является ее медикосанитарная ориентированность. В силу этого в сферу ее изучения попадают преимущественно те геохимические неоднородности, которые представляют потенциальную опасность или, наоборот, обеспечивают наибольшую комфортабельность состояния и жизнедеятельности биоты, в том числе и человека как биологического вида. Функциональными территориальными (точнее объемными) единицами эколого-геохимических исследований являются геохимические зоны, геохимические провинции и геохимические аномалии, которые могут быть объединены под общим названием «геохимические неоднородности литосферы». Такая их иерархия позволяет проводить исследование и описание геохимических свойств литосферы на планетарном (зоны), региональном (провинции) и локальном (аномалии) уровнях. Сказанное в полной мере относится и к биогеохимическим зонам, провинциям и аномалиям, которые приходится изучать при исследовании геохимической экологической функции литосферы.



Геохимические неоднородности литосферы могут быть обусловлены как повышенным, так и пониженным содержанием элементов по сравнению с фоновым. В зависимости от депонирующей среды выделяются следующие геохимические неоднородности: литохимические, обусловленные составом горных пород, почв, донных осадков, техногенных грунтов;

гидрохимические – подземных вод; атмохимические – газовым составом почв, горных пород, подземных вод; сноухимические – снегового покрова; биохимические – биоты.

По генезису среди геохимических неоднородностей литосферы следует выделять: природные (естественноисторические), сформировавшиеся в ходе геологической жизни планеты; природно-техногенные (новообразованные), формирование которых произошло в эпоху техногенеза вследствие использования высокоотходных технологий при низком уровне внедрения средозащитных мероприятий.

Если рассматривать их во временном аспекте, то к наиболее стабильным можно отнести природные литогеохимические аномалии, провинции и зоны. Прочие типы геохимических неоднородностей имеют значительные вариации состава во времени, зависящие от комплекса физико-химических, биогеохимических, геодинамических, техногенных условий.

Включение в геохимическую функцию литосферы биогеохимической составляющей объясняется тем, что биогеохимические функциональные единицы обусловлены геохимическими свойствами литосферы, но носителями элементов являются растения. Поэтому с рассматриваемых нами позиций, включение биогеохимических неоднородностей в структуру эколого-геохимических исследований представляется не только оправданным, но и необходимым.

Отмеченные особенности дифференциации элементов в различных генетических типах геохимических неоднородностей следует учитывать для правильной выработки экологической политики в регионах. Так, литогеохимические аномалии техногенного генезиса в отличие от природных имеют приповерхностный характер распределения элементов по профилю и могут быть в значительной степени нивелированы за счет использования различных методов очистки геологической среды от загрязнения.

Подчеркнем, что при эколого-геохимических исследованиях чрезвычайно важным являются выявление и вычленение путей воздействия химических элементов литосферы на биоту и человека, в первую очередь на состояние его здоровья.

Выделяются три основных пути такого воздействия (Трофимов, Зилинг, 2000):

– воздушный – через попадание токсикантов в виде газа или аэрозолей в организм человека;

– водный – через подземные воды, употребляемые для питьевого водоснабжения;

– пищевой – через трофическую цепь от загрязненных растений к животным и человеку.

Чаще всего они проявляются совместно или в парных комбинациях, усугубляя негативное воздействие на население, проживающее в зоне воздействия геохимических факторов. При этом следует учитывать, что принятие радикальных природоохранных мер не может основываться только на интегральной оценке загрязнения местности через медикостатистические показатели (заболеваемость, смертность населения и т. д.), а потребует установления среды и источников загрязнения и путей попадания токсикантов в организм человека.

6.4. Геохимическая оценка состояния окружающей среды Геохимия ландшафта – пограничная отрасль науки, связывающая физическую географию и геохимию, причем связь эта имеет обоюдный характер: не только анализ геохимических процессов важен для познания ландшафта, но и познание самих геохимических процессов требует «привязки» к ландшафту, всестороннего изучения ландшафта.

Геохимическая оценка проводится с позиции покомпонентного изучения окружающей среды.

Непосредственными факторами миграции химических элементов в географической оболочке являются ее компоненты, действующие всегда совместно и в совокупности определяющие состав активных мигрантов, скорость, направление и другие особенности геохимических процессов.

Климат определяет поступление энергии и влаги в ландшафт. Солнечная радиация, трансформируемая организмами, является важнейшим источником энергии геохимических процессов. Температурные условия влияют на скорость химических реакций.

Почти все процессы миграции происходят в водных растворах. Без влаги невозможно химическое выветривание.

Характер геохимических процессов в большой степени зависит от форм нахождения природных вод в ландшафте, их физикохимических свойств и движения, которые, в свою очередь, определяются климатом, органическим миром, рельефом и другими компонентами ландшафта.





Горные породы служат главным источником элементов, которые могут быть вовлечены в миграцию. Важны при этом не столько общие запасы того или иного химического элемента, сколько формы его нахождения в горных породах и те свойства пород, от которых зависит подвижность данного химического элемента. Даже очень подвижные элементы, такие как натрий, если содержатся в породах, трудно поддающихся выветриванию, практически будут обладать низкой миграционной способностью.

Наличие в породах легко растворимых солей, напротив, резко повышает миграционную способность соответствующего химического элемента. Условия залегания горных пород косвенно – через воздействие на скорость и направление движения поверхностных и подземных вод – также оказывают влияние на интенсивность миграции. Недостаток или избыток подвижных, доступных для организмов форм многих химических элементов служит причиной так называемых биогеохимических аномалий, выражающихся в различных нарушениях функций живых организмов, в задержке их нормального развития.

Особенно важную роль в качестве геохимического фактора играют организмы – «живое вещество», по В. И. Вернадскому (1981). Эта роль заключается, во-первых, в том, что именно организмы, связывая солнечную энергию в процессе фотосинтеза, преобразуют ее в потенциальную и кинетическую энергию геохимических процессов; во-вторых, организмы вовлекают почти все химические элементы в биогенный круговорот, перераспределяют, сортируют и концентрируют их, тем самым изменяя состав и строение всех трех геосфер географической оболочки.

Характер и интенсивность геохимических процессов непосредственно зависит от массы живого вещества, его ежегодной продуктивности, от экологических и биологических особенностей организмов, их способности к избирательному поглощению определенных химических элементов и других свойств. Но все эти свойства органического мира изменяются по ландшафтам. Каждому ландшафту отвечает определенный набор биоценозов, а последнему соответствует свой особый тип миграции химических элементов. Например, в лесных ландшафтах, где производится наибольшая масса живого вещества, воды богаты органическим веществом, круговорот отличается высокой интенсивностью, в него вовлекается наибольшее число химических элементов. В пустынных ландшафтах, с их низкой биологической продуктивностью, биогенный круговорот ослаблен, в нем участвуют сравнительно немногие элементы.

Геохимическое значение рельефа состоит в том, что рельеф направляет движение вод и, следовательно, интенсивность выноса химических элементов из ландшафта (главным образом во взвешенном состоянии) и их перераспределение внутри ландшафта. Наличие в ландшафте элювиальных, надводных и подводных местоположений (и соответствующих фаций) обусловлено рельефом. От рельефа зависит интенсивность дренажа, а тем самым – и окислительно-восстановительные условия. Низменный плоский рельеф способствует застою влаги, что при избыточно влажном климате приводит к недостатку свободного кислорода в водах и создает восстановительную среду. При расчлененном рельефе сток происходит быстро, воды богаты свободным кислородом, в них преобладают окислительные процессы.

Таким образом, особенности миграции химических элементов в разных частях географической оболочки определяются совокупностью всех компонентов ландшафта, то есть ландшафтом в целом. Геохимическая дифференциация ландшафтов подчинена общим зональным и азональным географическим закономерностям.

Оценка геохимического состояния окружающей среды может быть качественной и количественной (Алексеенко, 1990;

2000).

Качественная геохимическая оценка Начинать исследование оценки состояния окружающей среды следует с ее качественного анализа. Основой качественной оценки является ландшафтно-геохимическое картирование.

Карты геохимических ландшафтов объективно и комплексно отражают состояние окружающей среды на период их составления. Комплексность такой оценки гарантируется методикой работ, при проведении которых учитываются как особенности «техногенной нагрузки», так и биологические (ботанические), почвенные, геоморфологические, атмосферные и геологические особенности отдельных блоков биосферы.

Объективность оценки также заложена в методику исследований, т. е. на каждом классификационном уровне качественно отмечаются все изменения, способные вызываться антропогенной деятельностью.

Необходимо отметить, что в основе составления карт геохимических ландшафтов учтены сложные закономерности связи между отдельными биокосными системами, составляющими ландшафт и определяющими особенности миграции элементов (их соединений). Учтены также особенности постепенного развития антропогенных изменений в различных частях (ярусах) геохимических ландшафтов, определяемые законом развития антропогенных изменений в ландшафте.

Рассмотрим теперь последовательность качественной оценки состояния окружающей среды, проводимой на ландшафтногеохимической основе:

1. Составив карту геохимических ландшафтов, следует переходить к определению тенденции развития конкретных изменений в изучаемом регионе. Эти тенденции можно устанавливать при определении результатов протекания какоголибо одного конкретного процесса. Установление тенденции в развитии определенных качественных изменений дает возможность обоснованно планировать проведение последующих эколого-геохимических работ. В рассматриваемом случае нужно детально изучать особенности орошения пойменных земель.

Pages:     | 1 |   ...   | 10 | 11 || 13 | 14 |   ...   | 31 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.