Комплексная геоэкологическая оценка горнопромышленных районов Северного Урала

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Рациональное природопользование на любых территориях требует объективной и комплексной экологической оценки состояния природной среды. Интегральная оценка состояния природной среды и геологической среды в частности является сложнейшей геоэкологической задачей. Сложность ее заключается в слабой разработанности научно-концептуальной базы геоэкологии и недостаточном пока еще практическом опыте в разных природно-территориальных, геолого-техногенных и ландшафтно-геохимических условиях. На примере одного из старейших горнопромышленных районов Урала - Ивдельского городского округа (ГО) разработана методика комплексной оценки геоэкологического состояния природно-геологической среды интегральным способом, в основе которой методические подходы ВСЕГИНГЕО и авторские разработки по результатам геоэкологических исследований и картографирования.

Методология геоэкологических исследований. Согласно концепции регионального геоэкологического изучения и картографирования основной методологической задачей является картографическое моделирование состояния природно-геологической среды, представляющее собой процесс создания информационно-картографической модели - атласа карт геологического и экологического содержания, которые позволяют анализировать состояние среды в целом и по отдельным компонентам, прогнозировать их изменение во времени и пространстве.

Принципы и критерии интегральной оценки геоэкологического состояния разработаны нами для различных природных и урбанизированных территорий. Общая методология включает системный анализ природно-геологических и техногенных факторов и ряд методических приемов, связанных классифицированием и ранжированием по экологическому состоянию (рис. 1).

Рисунок 1 - Общая методология геоэкологической оценки

Наиболее оптимальной на современном этапе как указывают В.Т. Трофимов и др., является четырехранговая оценочная структура геоэкологического состояния, и принятая при составлении эколого-геологических карт. Выделяется 4 уровня экологических нарушений - нормы, риска, кризиса и бедствия, соответствующие классам - благоприятного, условно благоприятного, неблагоприятного и весьма неблагоприятного экологического состояния.

На основании обобщения эколого-геологических материалов (Н.С. Глазырина и др., 1998, 2001; Е.А. Волобуев и др., 2005; В.В. Стефановский и др., 2006; И.С.Копылов и др., 2001, 2009 и др.) и данной методики составлен комплект карт геоэкологического содержания Ивдельского городского округа (рис. 2).

Региональный анализ геоэкологической обстановки, основные техногенные факторы и их воздействие.

Ивдельский ГО расположен в самой северной части Свердловской области, общая площадь составляет 20785,6 км2. Экономика его имеет два основных направления - добыча полезных ископаемых и лесное хозяйство.

Из полезных ископаемых разведаны бокситы, железная, медная, марганцевая руды, золото, уголь. Золотодобыча ведется с конца 19 в., марганцевые руды разрабатывались с 30-х гг. 20 в. Промышленная лесоразработка осуществляется с 1925 г. С разработкой этих ресурсов, а также транспортировкой газа по территории района связаны основные экологические проблемы - загрязнение рек, почв, воздуха, деградация лесов и техногенное изменение ландшафтов. Негативное воздействие на окружающую среду и здоровье населения, а также возможные чрезвычайные ситуации оказывают природные процессы и явления - особенно лесные пожары, опасные геологические процессы.

техногенный геологический природный ландшафт

Рисунок 2 - Комплексная геоэкологическая оценка Ивдельского ГО

В границах Ивдельского городского округа находятся 34 населенных пункта, среди которых выделяется г. Ивдель. Градообразующим предприятием г. Ивдель является ОАО «Ивгид» (ранее, с 1960 г. - Ивдельский гидролизный завод). Важную роль в экономике играет: лесная и деревообрабатывающая промышленность - ведется заготовка древесины; горная промышленность - ведет добычу золота, известняка товарного, щебня строительного. Агропромышленный комплекс представлен подсобными и небольшими фермерскими хозяйствами. Транспортная сеть развита неравномерно, представлена автомобильными (шоссейными, грунтовыми, лесными, проселочными и др.) и железными дорогами и трубопроводами.

Основным источником загрязнения воздуха на территории Ивдельского ГО является Ивдельское ЛПУ МГ ООО «Газпром трансгаз Югорск» ОАО «Газпром», выброс веществ в атмосферу в 2008г. составил 44,994 тыс. т. По уровню антропогенной нагрузки на атмосферный воздух район в целом относится к умеренному уровню. Качество воды в реках Лозьва, Ивдель, Сосьва, как правило, соответствуют 3 классу разряда «Б», вода характеризуется, как «очень загрязненная». Загрязнение рек усиливают чрезвычайные ситуации на предприятиях. По качеству питьевой воды Ивдельский ГО относится к группе особенно неблагополучных по содержанию железа и марганца в питьевой воде, что способствует развитию аллергических реакций, болезней крови, отложений железа в органах и тканях. Марганец вызывает осложнения беременности и родов.

Проведено районирование территории по степени техногенной нагрузки на окружающую среду. Большую часть (85%) занимают площади с низким (60%) и умеренным (25%) уровнем техногенной нагрузки. Зоны со средним уровнем (10%) проходят линейно в меридиональном и субширотном направлениях, в центральной и южной частях района, вдоль основных транспортных магистралей. В их пределах локально расположены участки с высоким (5%) и реже - с очень высоким уровнем техногенной нагрузки (рис. 2 - А).

Природно-геологические факторы воздействия на окружающую среду и геолого-экологические условия. Территория Ивдельского ГО располагается в пределах восточного склона Среднего и Северного Урала и Западно-Сибирской равнины, характеризуется низкогорным, холмисто-увалистым и равнинным рельефом. В плане рельефа район делится на две неравные части: горную возвышенную (20% площади) и равнинную, которая занимает остальную территорию.

Выделено несколько видов природных ландшафтов по комплексу признаков (рельеф, литологический состав субстрата, характер четвертичных образований и др.), ведущим из которых является геоморфологический фактор - рельеф. В пределах горной части территории это: крутые склоны гольцов; средневысотные сильно расчленённые горы; низкие расчленённые горы, кряжи; денудационно-аккумулятивные равнины межгорных и предгорных впадин. Для равнинной части: денудационно-аккумулятивные равнины и аккумулятивные равнины. Также выделено два интрозональных рода ландшафтов: долины крупных рек и аккумулятивные ландшафты верховых, низинных и переходных болот. Кроме природных ландшафтов довольно значительное распространение имеют природно-антропогенные и антропогенные ландшафты. Первые из них представлены вторичными лесами и вырубами, вторые - сельскохозяйственными и техногенными комплексами.

К низкогорным областям с преобладанием процессов денудации вещества относятся территории Урала и Приуралья, находящиеся под влиянием процессов выноса вещества, приуроченные к восточному склону Уральского горного сооружения и имеющие наиболее высокие гипсометрические отметки (горы: Ялпынг - Ньёр - 1384 м, Лундхусеп - Сяхл - 1315 м, Чистоп - 1292м, Отортен - 1182 м, Гумпкопай - 1145 м, Хоза-Тумп -1007 м и др.). Мощность рыхлых отложений составляет от первых метров до 10-15 м. Они представлены, в основном, элювием, делювием и коллювием. Растительный покров зональный, разреженный или фрагментарный. К этим областям приурочены процессы карстообразования (по подстилающим известнякам), а также склоновые - солифлюкция и курумообразование. Горные ландшафты отличаются максимальным в условиях региона набором элементов, содержание которых превышает существующие экогеохимические нормативы (Cu, Mo, Cr, Nb, Zn; W Ni, Cr. Pb, Cd, Ba, и др. элементов). Среди них преобладают элементы 3 класса опасности в умеренно опасных концентрациях. Определяющими для оценки уровня загрязнения ландшафтов являются 3-5 элементов (As, Be, Cr, W, Mo). Содержания их на отдельных участках достигают чрезвычайно опасных и опасных концентраций. Наибольшее распространение среди экзогенных геологических процессов (ЭГП) здесь получили склоновые гравитационные процессы: обвалы, осыпи, оползни, курумы, солифлюкция. Потенциальную экологическую опасность представляют многолетние криогенные процессы - термокарст, пучение.

Области, расположенные в пределах Западно-Сибирской равнины (центральная и восточная части Ивдельского ГО), характеризуются развитием процессов аккумуляции и денудации вещества, широко разветвленной и глубоко врезанной гидросетью. Для них характерны процессы заболачивания, термокарста, морозобойного растрескивания, а также оврагообразование, приуроченное, в основном, к переферийным частям областей.

По материалам геолого-съемочных, геохимических, эколого-геологических исследований составлена карта геологических факторов (инженерно-геологических процессов и геохимических аномалий) экологических условий Ивдельского ГО (рис. 2 - Б).

Оценка геодинамической опасности. Современная геодинамика и неотектоника отражены на карте геодинамической опасности Ивдельского ГО (рис. 2 - В), составленной по материалам аэрокосмогеологических исследований проведенных для выявления геодинамических активных зон территории трасс магистральных газопроводов (И.С. Копылов, В.З. Хурсик, 2009). По плотности разломов (по геологическим и геофизическим данным) и тектонических линеаментов (по дешифрированию космических снимков) проведено ранжирование территории и выделены площадные геодинамические зоны. Наибольшая их концентрация установлена в западной части района, особенно на стыке Горного Урала и Западно-Сибирской плиты. Но и в других частях территории присутствуют геодинамические аномалии - в т.ч. в районе магистральных газопроводов, где они могут определять геодинамически активные и потенциально опасные аварийные участки на газопроводах.

Комплексная оценка геоэкологического состояния. На карте комплексной оценки экологического состояния природной среды Ивдельского ГО (рис. 2 - Г) показаны области анропогенного воздействия, природоохранные территории и основные линейно-транспортные системы. Площадные объекты включают ареалы вторичного влияния: развитие ЭГП, заболачивание или осушение территории, деградация растительного покрова и ухудшение геохимической ситуации. К площадным объектам относятся селитебный и дегрессионно-лесной комплексы. Площадные селитебные системы включают крупные населенные пункты и сопутствующие им инфраструктуры, создающие зоны в радиусе до 2-5 км вторичного антропогенного влияния, являются источниками физических и химических агентов влияния. Дегрессионно-лесной тип антропогенного воздействия на ландшафт представлен вырубками и гарями, а также деградирующим лесом в зонах, примыкающих к линейным транспортным объектам вследствие нарушения перераспределения грунтовых вод и появления зон подтопления и осушения.

К зонам особого природопользования относятся заповедники, заказники и природные парки, где промышленная деятельность ограничена законодательством. Наибольшую тревогу вызывают ряд охраняемых зон в центральной части территории, в пределах районов, оцененных как кризисные в экологическом и эколого-геологическом отношении.

Экологическая (эколого-геологическая) обстановка Ивдельского ГО ранжирована по следующим градациям (рис. 2 - Г):

- благоприятная (5%) - площади, не имеющие широкого развития ЭГП, опасных естественных геохимических аномалий, не подвергавшиеся значительному антропогенному воздействию и влиянию; охватывает небольшую часть территории в юго-восточной части;

- условно благоприятная (50 %) - площади с развитием опасных ЭГП, опасных естественных геохимических аномалий, высоким потенциалом развития вторичных ЭГП, не подвергавшиеся значительному антропогенному воздействию и влиянию, распространена, в основном, на западе, севере и отдельными пятнами в центральных и восточных районах территории;

- неблагоприятная (35 %) - площади со средним или высоким потенциалом экзогеодинамических опасностей и широко распространенными антропогенными воздействиями механического и химического характера низкой и средней интенсивности, с низкой или средней плотностью антропогенных объектов, где нарушены или трансформированы естественные биогеоценозы и в слабой степени затронута геологическая среда; ареалы с напряженной ситуацией распространены в центральной, южной и восточной частях территории;

- неблагоприятная, близкая к весьма неблагоприятной (10 %) - районы со средним или высоким потенциалом экзогеодинамических опасностей, где широко распространены антропогенные воздействия механического и химического характера средней и высокой интенсивности, со средней и высокой плотностью антропогенных объектов, значительно нарушены или трансформированы естественные биогеоценозы и в значительной степени затронута геологическая среда; ареалы с кризисной ситуацией распространены линейно в центральной части территории, а также вдоль железнодорожных и трубопроводных транспортных магистралей.

Таким образом, проведенный геоэкологический анализ и оценка состояния Ивдельского района показали, что основное влияние на окружающую среду оказывает техногенез - в основном, связанный с разработкой полезных ископаемых и геологические факторы - современная геодинамика, тектонические нарушения, опасные геологические процессы. На основе разработанной методики комплексной оценки современного геоэкологического состояния, и ее реализации получена информация, необходимая для разработки генерального плана развития Ивдельского ГО, в пределах которого будет осуществляться крупнейший инвестиционный мегапроект «Урал промышленный - Урал Полярный».

Размещено на Allbest.ru